船舶设计原理(最终版)

船舶设计复习参考资料第三章7、 何谓船舶入级？航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船级业务，应按《海船入级章程》申请入级，经检验合格后，发给相应的船级证书后，才能进行国际航行。8、 试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同？试航速度一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率情况下，静止深水中的新船满载试航所测得的航速。而服务航速是指船平时营运所使用的速度，一般是一个平均值。通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。12、 船舶主要要素一般是指哪些？通常是指排水量厶，载重量DW,船长L，船宽B,吃水T，型深D，方形系数Cb，航速V及主机功率P等。b13、 什么是设计螺旋线？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^=pKaLBTCb。然后，根据这套主尺度，参a b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。第四章1、船舶平浮在预定吃水的条件是什么？根据浮性原理，船舶平衡于静水中的条件是：浮力等于重力，重力与浮力的作用线在同一铅垂线上。3、如何理解准确估算空船重量的重要性？民船空船重量有哪几个部分组成？重量估算是影响后续设计的基本工作，从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。这是因为空船重量LW占整个排水量△的很大一部分，且影响因素多，不容易估算准确。而如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的值相差较多，特别是超重过多的话，船舶的技术性能和经济指标都将发生很大的变化，引起的后果十分严重。当然，重量估算过大，船长也大，对经济性不利。因此对空船重量的估算，要特别注意，切不可粗心大意。民船的空船重量LW分成船体钢料重量Wh,木作舾装重量Wf和机电设备重量Wm三大部分。h7、Wh=ChLBD的估算方法有什么不足，是如何改进的？立方模数法的缺点是：没有考虑船体的肥瘦程度，把L、B、D、各要素对⑷山的影响看成是同等的。为了提h高估算的准确性，将式Wh=ChLBD,改为Wh=ChLBD,（L/D）1/2（1+1/2CbD）TOC\o"1-5"\h\zh1 hh1 bD式中，增加（1+1/2CbD）项是考虑船体肥瘦的影响，其中CbD为计算到型深处的方形系数，可近似的按下式bD bD估算：0=C+（1—CJ（D-T）/3TbD b b式中增加（L/D）1/2项，是从强度出发考虑的修正，反映L、D对Wh的不同影响。h此外，新船与型船的甲板层数不同,估算时也要对ch值进行修正，通常认为增加一层甲板,ch值增大5〜6%。h h13、 选取主要要素涉及哪些基本问题？（1）重量与浮力的平衡； （2）满足船对容量与甲板面积的需要；（3保证船的各种技术和经济性能； （4）考虑使用、工艺等条件。14、 载重型船舶与容积型船舶各自的特点是什么？载重型船是指载重量占排水量比例较大的船舶。一般来说，这类船的主尺度能满足排水量要求时，容积也容易满足。容积型船是指为了布置各种用途的舱室、设备等需要较大的舱容以及甲板面积的一类船舶。一般来说，这类船的主尺度能满足容积及甲板面积要求时，排水量也容易满足。15、 载重量系数ndw的物理意义是什么？为什么可用公式△=□dw\DW来粗估载重型船的△，而容积型船则不行？Hdw表示载重量占排水量的百分数。统计资料表明，排水量大的船，Hdw要大些，因为△大的船，Ch、Ct、Cm的值相对较小。也就是LW在排水量中所占的比例要小些，DW所占的比例大些。对一般货船或油船等载重型船，Hdw随△变化有相对稳定的范围，因此可用Hdw来粗估16、 诺曼系数N的物理意义是什么？它有什么特点？诺曼系数N的物理意义是增加ltDW时船舶要增加的浮力。诺曼系数N的特点：（1）、必有N>1。（2）N的大小取决于LW/△的大小。（3）N的数值还随Wh、Wf和Wm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。 m9、影响阻力估算准确性的因素有哪些？（1）剩余阻力系数Cr；（2）湿面积S；（3）附加阻力。13.影响航速的因素有哪些？设计中通常是如何考虑的？A排水量：由于排水量减少可以使船的阻力降低，所以船舶设计中应尽量降低排水量，这样做对于高速小船的快速性更为明显和有利。B主尺度及船型系数：中低速船L和Cb的选取还要顾及到经济性等其他因素；而对高速小型船舶Cb一般较小，b b由于参数L/1/3对剩余阻力影响很大，因此增大L对减小阻力有明显作用。吃水T在条件允许情况下适当取大些，对减小Cb或其他尺度，提高推进效率等有好处。（一般来说，L较大，Cb较小，对减小阻力有明显作用，而Tb b较大，对减小cb或其它尺度，提高推进效率等都有好处。）bC船体型线：选择型线（特别是首尾形状）不仅要看其静水快速性能，还应顾及到在波浪中的失速及其他运动性能，尤其是对客船和其他对耐波性要求较高的船。D动力装置：选择主机机型时应注意主机功率及转速，耗油率、重量、外形尺寸、价格、使用期限、保养及维修要求等多方面的参数以及主机来源、交货期等实际问题。对于中、高速船舶，通常选用中高速机，由于管理要求高，寿命短、价格贵等，需要征求使用者意见，但在主机的重量、外形尺寸等方面，一般对船体尺度及布置有利。E纵倾：中低速运输船设计排水量时通常为正浮状态，其他的装载情况设计成略有尾倾是合理的，而拖船等为了取得更大的推力，常有较大的设计尾倾。F浅水影响：试航时不产生浅水影响的水深h为：h>3•订或h>2.75v2/g。G污底：一般可近似地按每年增加总阻力的2%计算。H风及汹涛阻力：对于一般的中低速船，风阻力可用下式估算：Raa=k*Caa*0.5*pgAvVt*9.8；航行中为了保持航向稳定性进行操舵引起的阻力增加一般为水阻力的1%左右。5、什么是限界线？限界线是指在船侧该甲板上表面以下不小于76mm处所绘的线。7、为什么说分舱因数F体现了对船舶抗沉性要求的高低？通常所说的一舱制、二舱制、三舱制是指什么？（1） 当业务横准数Cs一定时，F随着L增加而减小，这就意味着船长越大，对分舱要求也就越高；而在L一定时，随Cs增加，F将减小，这就意味着旅客人数越多，限界线以下载客人数就越多，对船的安全性要求也就越高。（2） 许可舱长=可浸长度X分舱因数F。0.5VFW1称为一舱制船，0.33VFW0.5称为二舱制船0.25VFW0.33称为三舱制船。第十一章1、什么是船的最小干舷、，《海船载重线规范》等为什么要规定船的最小干舷?答：所谓最小干舷，对海船来说，就是根据《海船载重线规范》的有关规定计算得的Fmtn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。所以要规定船的最小干舷是因为：（1）•减小甲板上浪；（2）.保证一定的储备浮力。2、船的最小干舷大小取决于那些因素？答：取决于船厂L、型深D、方形系数、季节区、上层建筑、舷弧等。5•最小干舷船与富裕干舷船有什么区别？答：最小干舷船：对于货船，如运载积载因数小（cvl.3）的重货（煤、矿石），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既符合最小干舷的要求，也满足容积要求。富裕干舷船：当设计C较大的货船时，按《载重线规范》求得的最小干舷Fx所决定的D,不能满足货舱容积的要求。型深D需根据舱容确定，船的实际干舷大于最小干舷，这种船称为富裕干舷船。第十三章3、 表征船体外形的特征与参数有哪些？答：（1）、主尺度与船型系数包括L、B、D、T、Cb等；（2）、横剖面面积曲线形状b（3）、设计水线形状；（4）、横剖线形状；（5）、首尾轮廓以及甲板边线（脊弧线、舷弧线）的形状。4、 横剖面面积曲线有哪些特征？（1）曲线面积等于船体水下排水体积；（2）曲线的形状表示排水体积沿船长的分布情况；（3）曲线面积的丰满度系数也就是船的菱形系数C；（4）面积型心的纵向位置等于船浮心的纵向位置Xb。b（5）曲线的形状对摩擦阻力的影响不大，但对剩余阻力的影响相当大。6、浮心纵向坐标与哪些因素有关？（1）阻力性能（2）纵倾调整（3）特殊要求（如破冰船的Xb在船舯前很多）10•船体首尾部分型线特征包括哪些方面？首柱外倾有哪些优缺点？（1） 侧面轮廓（首部轮廓、•尾部轮廓、甲板弧线与脊弧线）；（2） 甲板平面轮廓线；（3） 横剖型线（水下部分的横剖面型线、•水上部分的横剖面型线）；首柱外倾优点：减小首端激浪；迎浪时纵摇欲垂荡运动将缓和；改善碰撞时的安全性；增大首部甲板面积。第十四章11、确定上层建筑的尺度应考虑哪些因素？舱室布置、重心高度、受风面积、驾驶视线。其他诸如上层建筑的高度，受桥梁或船闸高度的限制；上层建筑的长度受露天甲板上的设备布置及船员作业需要地位的影响；救生艇设备的布置，要求艇甲板有足够的宽敞地位，因而其下的上层建筑应有足够的长度；一般尾机型货船的上层建筑前臂的位置，应尽可能少跨出货仓舱壁，以免货舱口距离货舱端壁太远，增加装卸货物的困难。第十五章1、船舶主要要素的选择确定，各自要综合考虑哪些因素？其中的主要因素是什么？A、船长L船长L是表征船舶大小的最主要的因素之一（1） 浮力。L的增减，对排水量△=pkLBTC的影响很大。b（2） 航速。L对船舶的阻力有较大的影响，在不同的傅氏数F下，R及R占总阻力的百分数是变化n f r的。总布置。包括舱容与甲板面积两个方面，L选小了，布置不下，L太大又不紧凑。这里也存在一个满足容积及甲板面积要求的适度L。（3） 经济性。这里主要是指船体重量等变化引起的船造价的增减。增加L将导致船体钢料Wh等重量增加，造价及相应的费用增加。（4） 耐波性。L与船的耐波性关系很大，当船的△一定时，采用较长的船厂，对改善耐波性有利。抗沉性。增加船长L对改善抗沉性有利。操纵性。加大L将使船舶全速回转时的直径加大，但有利于增加航向稳定性。限制因素。选择船长是应考虑到港口、航道、船台、船坞等的限制条件。载重型主要考虑浮力、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。对于国际航线的船舶，取短的船长有利于降低有关的营运开支。B、 型宽Bo浮力；②稳性；③总布置；④快速性；⑤耐波性；⑥造价；⑦限制因素(河道、闸门、船坞等宽度)从技术与使用角度考虑的主要要素是浮力、总布置和稳性；从技术与经济角度考虑的主要要素是浮力、总布置和造价。C、 吃水To①浮力；②造价；③快速性；④稳性；⑤操纵性；⑥限制因素(航道、港口的水深)。选择吃水T是从保证浮力及螺旋桨有适宜的直径两方面考虑。D、 方形系数Cob浮力。方形系数C是构成船的浮力因素之一。b快速性。加大C以减小构成△的其他要素，将使船的摩擦阻力减小，剩余阻力增加。b总布置。从保证布置地位观点看，大的C有利于货船