搜索
船舶设计原理复习一、概念1.续航力-P25一般是指在规定的航速和主机功率下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离.2.试航速度-P25一般是指满载试航速度，是主机在最大持续功率情况下，静止深水中（不超过三级风二级良）的新船满载试航所测量得到的速度。3.最小干舷船-对于货船，如运载积载因数小（C小于1.3）的重货（煤、矿石等），可按《载重线规范》来决定最小干舷，从而可确定船的型深D，这种船称为最小干舷船，其D即符合最小干弦的要求，也满足容积的要求。4.积载因数C是指某种货物每一吨重量在船舶货舱中正常装载时所占有的容积。5.二舱制船是指该船上任何相邻的两个舱破损而不致造成沉没的船舶6.型线设计P161是决定船主体部分的形状，即露天连续甲板以下部分的形状，包括水下和水下部分，其中水下部分的形状是设计重点。7.甲板淹湿性是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时，在船首柱处，船与波浪相对运动的幅值大于船首柱处的干舷，波浪涌上甲板的现象。8.总吨位（GT）登记吨位的一种，是计量除“免除处所”以外的全船所有“围蔽处所”而得到的登记吨位。9.船级是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满足的规范。10.自然减速船在航行中，由于风浪使船舶发生剧烈运动，所以船舶阻力大大地增加，若主机的功率不变，则船速将大大下降，这种减速称为自然减速，也叫失速二、简答1.简要的分析船长对快速性的影响？答：当排水量和设计航速已定时，选用较大的船长，必然使船宽、吃水做适当的减小。由于船体摩擦阻力与湿面积成正比关系，而湿面积正比于2/1)(L，显见增大L将使Rt增加。然而对兴波阻力Rw来说，由于B、T减小，Rw将下降，同时由于L/B增大，整个船型变得较瘦长，则不但Rw，且粘性阻力Rb亦将有所减小，因而剩余阻力Rr总是随L的增大而下降。由此可知，增大L的结果对Rt和Rr产生完全相反的影响。2、民用船舶典型排水量和载况有几种？民船的典型排水量通常为空船排水量和满载排水量。货船有四种：满载出港、满载到港、空载出港、空载到港。3.选取与确定船舶主要要素涉及哪些基本问题？船长L：浮力、航速、总布置、经济性、耐波性、抗沉性、操纵性、限制因素。载重型船主要考虑浮力、航速。容积型船为舱容及甲板面积、航速。港作拖轮为操纵性。海洋客船、救助拖船、舰艇则是航速和耐波性。型宽B:浮力、稳性、总布置、快速性、耐波性、造价、限制因素。主要因素为浮力、总布置、稳性。吃水T:浮力、造价、快速性、稳性、操纵性、限制因素。主要因素是浮力和航道尺度。方形系数Cb：浮力、快速性、造价、耐波性、总布置。主要因素是浮力和快速性。型深D：容积、抗沉性、稳性、耐波性、造价、限制因素。主要要素为抗沉性、最小干舷。4、首柱外倾有哪些优缺点？减小首端激浪，迎浪时纵摇与垂荡运动将缓和，改善碰撞时的安全性，增大首部甲板面积。5.写出立方模数法估算船体钢料重量的公式，并说明该估算方法的不足之处？答：立方模数法LBDCWHH3该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，Ch值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。不足之处：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对Wh的影响看成是等同的。6、型线设计时为什么要考虑设计水线形状？设计水线特征值有哪些？（1）DWL形状对阻力R的影响较大，航行是兴波就在水线附近，主要是兴波阻力。（2）DWL对应于设计吃水TD,船的各项性能往往是以设计状态来衡准的，而使用中的吃水TtTD,如果在Td是有较好的性能，一般也可望其它装载情况下能较好的满足要求。（3）从型线光顺的角度，设计水线处于水下部分与水上部分的分界线，控制设计水线形状对水下到水上的过渡和顺有重要作用。水线面系数Cwp，首部形状，半进流角，尾端形状7.船舶设计初始阶段为什么要加排水量裕度？排水量裕度也叫排水量储备。在估算空船重量时，通常都要考虑加一定的排水量裕度，其原因大致有以下三个方面：设计中重量估算误差。未预计重量的增加，如在设计后期或建造过程中船东提出增加设备等。建造中时常难免会采用代用品（包括材料及设备等）导致空船重量增加。8、船舶纵倾对船舶技术性能有何影响？船如有纵倾，将改变船体两端的水下形状，影响船的航速。在低速时，尾倾可能产生额外的漩涡阻力，而这时的兴波阻力不大。在较高航速时，兴波阻力增大，适当的尾倾可以减小阻力。此外，尾倾可以改善航向稳定性，特别是在波浪中可以获得更大的螺旋桨浸深和更大的首部干舷。而首倾则对阻力和推进方面带来不利影响。9.简要说明设计螺旋线的意义？描述设计过程中逐步近似的特点，常用设计螺旋线表示。设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载重量DW及主机类型（包括功率及转速），此时可首先参考型船及有关资料，初估得一个排水量，并据此初估船长、型宽、吃水及型深，初选一个方形系数，并使其满足浮性方程，即△=ρKaLBTCb。然后，根据这套主尺度，参考型船及有关资料，估计空船重量，求出船的排水量，看其是否与第一步初估得的排水量相吻合，如有差别，再进行主尺度及系数调整，直至排水量符合要求为止。这就是船的重量与浮力平衡的过程。根据已满足重量与浮力平衡后的一套主尺度进行航速估算、总布置、容量估算、干舷检验、稳性及其他性能校检等，即校核船的各个主要性能是否满足使用要求。在校核中，如发现某一项或几项性能不符合要求，则必须调整船的主尺度及系数，再重复一次上述的循环，直至设计者认为满意为止。10、散货船顶边舱的作用有哪些？主要是减少散货移动距离，提高船舶稳性，还可以作为压载舱，提高船舶重心，另外增加了船舶总纵强度和抗扭强度。11、什么是船的最小干舷？最小干舷大小取决于哪些因素？船的最小干舷，就是按船舶载重线规范的有关规定计算得到的最小干舷值，它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求。最小干舷大小一般从减小甲板上浪和保证船舶有一定的储备浮力两个方面考虑。12.简述双层底的作用，确定双层底高度应考虑的因素有哪些？答：设置双层底，有利于搁浅触礁时的安全性，且可以作为燃油，清水及压载水舱之用。对大中型船舶的总纵强度也有很大作用。确定双层底的高度应考虑的因素为：对内底起保护作用；便于人员施工，满足管路安装检修的的要求，记及油水舱容积上的需要。一般双层底高度以满足规范要求，兼顾施工及油水仓容需要，等于或略大于根据规范计算所得之值为宜。双层底的型式因船类不同而有区别，杂货船的内底常做成水平的，或从舭部向下倾斜。散装谷物船和运煤船的内底，常做成向两舷升高的形式，以便减少卸货时的清仓工作量，矿砂船因其所需的货仓容积较小，且为避免货仓容积过低，初稳性过高，在货仓底部一段宽度内，双层底常抬高很多，集装箱船一般只在边仓以及内部设双层底。13、为什么规范对客船、拖船的稳性要求与货船不同？因为与货船相比，客船有潜在的旅客集中一舷，从而降低船舶稳性，拖船因需要拖牵船只而受到拖索急牵力的影响，稳性也会降低。因而规范对客船、拖船的稳性要求与货船不同。14.什么是船舶登记吨位？其主要作用有哪些？是指根据国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的“登记吨位”，包括总吨位和净吨位于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济性能好些；GT与收费标准相连，注意控制GT；船舶等级、舱室标准、设备配置都与GT有关。15、无平行中体船最大横剖面位置是如何确定的？P165无平行中体的船舶，最大横剖面位置决定了进流段和去流段的长度。由于前体兴波阻力随nF的增大而增大，所以最大横剖面位置应随nF的增大而后移。一般说来，对航速相对较低，而没有平行中体的船，其最大横剖面的位置在船中处。随着nF提高到一定数值以后，最大横剖面的位置向后移动，因为从阻力角度，nF加大，兴波范围向中部扩大。兴波阻力占总阻力的百分数増加，最大横剖面位置后移可以使进流段尖瘦，从而使兴波阻力减小。在设计时最大横剖面的位量线应尽可售取在站线上，或放在半站、肋骨站线上，以方便绘图、计算。16.什么是液舱舱容要素曲线？有什么用处？P60液舱舱容要素曲线图根据总布量图及邦戎曲线图來作，图中各舱室的名称与总布置图相对应，並注出型容积V（m3），形心距船中位量x，及该舱的积载因子.(即渗透率，为该舱内浸水的体积与型容积之比)。其作用为得到全船主体内各舱的容积和形心位置，为核算抗沉性、稳性、浮态等使用方便。17、确定上层建筑尺度包含哪些内容？应考虑的因素有哪些？上层建筑尺度包含大小与高度，即层数、层高及各层的长度等，确定上层建筑尺度应考虑的因素有：舱室布置，重心高度，受风面积，驾驶视线，其他外界限制18.船主体内船舱划分要考虑哪些因素？P199满足有关规范要求，船舱大小符合使用要求，各种装载情况下有适宜的浮态和稳性，考虑总纵强度、局部强度、振动、结构的合理性及建造的工艺性。三、简单计算1、某货船排水量5万吨，空船重量1.5万吨，求该船载重量系数ηdW？7.055.15DWdw2、型船排水量48000吨，新船载重量比型船少600吨，若用诺曼系数法估算，新船的排水量应是多少吨？（已算出诺曼系数N=1.5）471006005.148000＝母型船新船DWN四、分析1、画出散货船货舱横剖画图并分析其设计特点？散货船通常设有顶边舱和底边舱。散装货物在收到船舶横摇的影响时，其表面会发生横向移动，形成倾侧力矩，如果大量的货物发生横移，船舶安全就会危险，为了减轻这种危害，在船舶设计时，散货船顶边舱设置为倒三角形状，就是从稳性角度考虑，缩窄货物表面的横向宽度，减少货物移动造成危险；而舭部的底边舱设置斜板，有助于卸货时集中货物，方便卸货。2.何谓纵倾调整？请简要分析调整货船满载状态的纵倾的方法。（10分）所谓纵倾调整，就是调整XG及Xb至合适的数值，以期获得在各种装载情况下具有适宜的浮态。1、改变双层底内油、水舱的布置2、改变双层底以上舱室的相互位置3、移动机舱位置4、设置首部平衡空舱或深压载水舱5、改变浮心位置3.写出诺曼系数N的表达式，并分析说明N的物理意义。（10分）)3232(1WmWWDWNth诺曼系数N的物理意义是增加1tDW时船所要增加的浮力。特点：①N1，②N的大小取决于LW/△的大小，③N的数值还随Wh、Wo、Wm的估算公式中△的指数不同而变化，④对设计船来说，为达到平衡所改变的主尺度不同，N也是不同的。4、分析确定型深D时，要考虑的主要因素是什么？①容积。型深D与舱容等要求的关系极大，包括货舱容积、船主体内的甲板分层和双层底高度等。对小型船舶，D的选择更受机舱高度要求的影响。②抗沉性。D加大，浮力储备增加，对抗沉性有利。③稳性。D增加，通常使船的大倾角稳性提高；但由于D的增加将导致船的重心升高，是初稳性值降低。④耐波性。D增加，对改善耐波性有利，特别是减少甲板上浪，保持甲板干燥等有重要意义。⑤造价。从船体重量角度，加大D有利于提高船体的总纵强度和刚度，对于大型船舶船体重量一般不会由此而增加，又是甚至有所下降。小型船舶的船体重量将随D的加大而增加。⑥限制因素。内河船舶的型深D与上层建筑的总高度要考虑过桥等因素的影响。对于载重型船，重货船的D按《载重线规范》要求确定；轻货船按舱容确定。对于容积型船，选择D主要取决于上甲板以下各层甲板间高度和舱室高度的要求。对有抗沉性要求的船舶，确定D要注意有足够的干舷值。