11000DWT成品油船方案设计论文

摘 要本次设计的具体任务为11000DWT成品油船的方案设计，该船航行于我国近海区域。在设计过程中着眼于确保船舶的适用性，保证其能够较好地完成设计任务书中规定的使用任务，并考虑安全和经济性。本次设计大体上来说，可以分为下面四个部分：1、主要要素确定根据设计任务书的要求，初步确定设计船的主尺度、船型系数和排水量等主要要素，并对其稳性、航速、容积等进行校核，最终确定设计船的主尺度。2、型线设计采用“1Cp”法改造母型船水下部分型线，水线以上部分自行设计，考虑型深、布置等方面的要求，同时注意与水下部分型线的配合，最终得到设计船的型线图。3、总布置设计按照规范要求并参考12000DWT母型船进行总布置设计，区划船主体和上层建筑，布置舱室设备。4、静力学及完整稳性计算对设计船的装载情况、浮态、初稳性、大倾角稳性等进行计算，并绘制静水力曲线、稳性横截曲线等，以确定设计船满足设计任务书和规范的要求。关键词：成品油船，主尺度，型线，总布置，静水力曲线AbstractThe specific task of graduation design is to design a 11000DWT product oil tanker which mianly sails on the costal water of China.The main concerns in the design process are paid at both ensuring the applicability of the ship and better economics, as well as environmental, aesthetic and other aspects. The design includes a lot of aspects，Generally speaking, this design can be divided into four major parts as follows:1. Principal dimensions designAccording to the requirements of the instruction, the principal dimensions and displacement can be determined by referring to empirical functions initially. And then to check the initial stability, speed and volume to determine the principal dimensions finally.2. Lines designRebuild the lines of the archetype below the waterline by using the method of “1-Cp”. The lines over the waterline are drawn both considering the depth and arrangement. According to longitudinal center of buoyancy and coefficient of block modify lines until they are reasonable.3. General arrangement designReferring to the 12000t product carriers general arrangement, the general arrange-ment is designed in accordance with the correlative rule.4. Calculation of hydrostatics Check the stowage performance, flotation, stability, integrity and so on, and draw the curve of hydrostatic. Static and dynamic stability of two loading conditions are calculated respectively. The results demonstrate that the stability of the ship meets the requirement of the criterion.Key Words：Product oil tanker，Principal Dimensions，Moulded Lines，General arrangement，Hydrostatics目 录1 设计任务书11.1 用途11.2 航区和航线11.3 船级11.4 船型11.5 航速11.6 续航力11.7 船员数11.8 动力装置11.9 规范12 船舶主要要素确定22.1 船舶排水量初步估算22.2 初步拟定主尺度及方形系数32.3 初选主机42.4 空船重量估算42.5 重力与浮力平衡52.6 载货量Wc计算72.7 稳性校核82.8 航速校核112.9 容量校核142.10 干舷校核162.11 技术经济分析182.12 本章小结183 型线设计203.1 绘制母型船横剖面面积曲线203.2 改造母型船横剖面面积曲线223.3 绘制型线图263.4 本章小结314 总布置设计334.1概述334.2 遵循的原则334.3 肋骨间距划分334.4 确定双层底高度与双层壳厚度344.5 总布置概况及特点344.6 主船体内部船舱的布置344.7 甲板布置364.8 底舱和机舱布置374.9 船员配置384.10 舾装设备384.11 总布置图绘制404.12 舱容校核404.13 本章小结405稳性曲线的绘制415.1静水力曲线415.2 稳性横截曲线的绘制455.3本章小结46总 结47附 录48参 考 文 献491 设计任务书船舶设计技术任务书是船舶设计的依据，它全面地反映了对设计船的技术性能的要求，对船的主要技术要素都做了规定，如船舶类型、用途、航距、机电设备等，在设计过程中，要严格遵照设计任务书，使设计船舶的要素以及性能满足要求，使设计船的舱容满足载货量的要求，使其在不同的装载状况下能具有良好的浮态、航速、稳性等，满足设计任务书的要求。1.1 用途本船用于运载闪点小于 60C的轻柴油，货油比重为0.82 t/m3，本船的载重量为11000DWT。1.2 航区和航线本船航行于我国近海航区。1.3 船级本船入CCS船级。并满足中华人民共和国海事局国内航行海船相关要求。1.4 船型本船为单机、单桨、单甲板、尾机型船型。1.5 航速要求设计航速不小于14.0节。1.6 续航力本船续航力约为5000海里。1.7 船员数本船船员数为24人。1.8 动力装置主机机型选择MAN B&W。1.9 规范国内航行海船法定检验技术规则（2004）国内航行海船建造规范（2006）2 船舶主要要素确定本船为11000DWT近海油船，其主尺度的确定属典型的非布置型问题。解决此类问题的思路是：从重量入手，先选取载重量系数，然后估算排水量，选择合适方法算出主尺度，进行重量以及重量与浮力的平衡计算，平衡后进行性能校核，若满足则结束，否则利用诺曼系数法修改主尺度，重新进行计算，直至重力浮力平衡。2.1 船舶排水量初步估算2.1.1基本设计思路本设计船为运输船舶，应尽量提高其经济性能，因此设计时应在满足设计任务书的情况下降低制造成本。由于船长对船舶的造价影响最大，因此应该在满足设计要求的条件下尽量减小船长；油船是载重型船舶，首先应满足载重量要求，在适当减小船长的情况下，可以适当增加型深，以满足本船舱容。最终找到船舶各项性能之间、安全性和经济性之间的平衡点。 2.1.2排水量的估算本船为载重型船舶，DW占的比例较大，DW随变化相对稳定，通常用载重量系数法1初估排水量。本设计船载重量为11000DWT，选12000DWT成品油船作为母型船进行新船设计。母型船的主尺度等相关要素如下：表2.1 母型船主要要素项目数值项目数值总长Loa134.85m排水量16304t设计水线长LWL129m载重量DW12000t垂线间长LPP126 m载重量系数DW0.736型宽B22 m浮心纵向坐标Xf1.975型深D10.6 m主甲板梁拱h0.500设计吃水d7.457 m系数K1= L/B5.727方形系数Cb0.761系数K2=B/d2.95水线面系数CWL0.885排水体积15811.45m3中横剖面系数Cm0.989棱形系数Cp0.769选取的母型船的载重量系数为0.736，载重量为20000DWT，设计船的载重量为11000DWT，取设计船的载重量系数DW =0.74，由此，设计船的的排水量=DW/，DW=14865t。2.2 初步拟定主尺度及方形系数2.2.1统计法根据以往设计建造的船舶，对同型船的相应数据进行统计分析，得出适当的统计公式或图表，可以用来估计主要要素的初始值。根据1.5万吨至3.5万吨的油船主尺度统计公式2LPP=10.8DW0.28-2.5(m) （2.1）B =1.2DW0.3+4.5(m) （2.2）D=1.29DW0.25-2.5(m) （2.3） d=0.64*10-6DW+8.4(m) （2.4）本设计船的载重量为11000DWT，现将DW=11000t代入以上各式，计算可得到：LPP=143.72m，B =21.09m，D=10.71m，d=8.41m，Cb=0.57。分析可知，统计法得到的船长偏大，而方形系数偏小。2.2.2主要尺度比法根据主要尺度比估算主要尺度的初始值，选择出L/B=K1，B/d=K2及方形系数Cb，已知排水量后，就可应用浮性方程式算出L，B，d。=kLBdCb （2.5）（m） （2.6）（m） （2.7）（m） （2.8）其中：为海水密度，取1.025t/cm3；k为附体系数，取1.006；系数K1 、K2、Cb取自母型船，分别为K1=5.727，K2=2.95，Cb=0.761，型深初步按照母型船D0/L0进行比例换算，即。根据上式，代入数据进行计算，可以得到初定的主尺度为：LPP=122.48m，B =21.37m，D=10.30m，d=7.25m，Cb=0.76。2.2.3母型船换算法L=Lo（/o)1/3= 122.18mB= Bo(/o)1/3=21.33md=do(/o)1/3=7.23mD=Do(/o)1/3=10.28m根据设计船的要求，基于母型船的排水量和主尺度，并考虑到经济性和适用性，选取的主尺度值如下：表2.2 初选的主尺度项目数值项目数值L122.5m Cb0.76B21.4mCm0.99d7 .3mDW11000tD10.3 m 14865t 2.3 初选主机目前，确定设计船有效功率的最可靠的方法是船模拖曳试验，但在设计的最初阶段，此时船舶的有效功率一般用近似方法估算。估算船舶有效功率的方法很多，其中最简单的方法是海军部系数法，其形式为： （2.9）式中，为排水量；V为航速（kn）；C为海军部系数，可取自母型船。根据母型船的海军部系数，近似取设计船的海军部系数为C=487，代入上式，得到设计船的主机有效功率EHP=4200kW。考虑航速和C的误差，保持适当的功率储备，选择B&W公司生产的S35MC-C/ME-B9型号的主机，参数如下：表2.3 初选主机主机型号气缸数额定功率kW螺旋桨转速（r/min）燃油消耗率（g/KWh）S35MC-C/ME-B954,3501671722.4 空船重量估算大多数的船舶的空船重量占整个排水量的30%以上，准确计算空船重量对保证设计质量有重要意义。在设计初期，可用载重量系数法、分项估算法、母型换算法及统计法来估算空船重量。在进行本船设计时，采用分项估算法进行空船重量估算。2.4.1船体钢料重量估算根据下面的经验公式估算船体钢料的重量4： （2.10）其中K为结构形式对钢料重量的影响系数，纵舱壁设在1/4船宽位置时，K=0.1；纵舱壁距舷侧距离小于1/4时，K=1.051.11；货油区是双层底结构时，K=1.081.12，此处，K取1.09。将上述结构形式对钢料重量的影响系数K、初步拟定的主尺度以及方形系数代入上式中，经计算可得：Wh=3328.02t。2.4.2木作舣装重量估算按照平方模数公式估算木作舣装重量，公式如下：Wf = Cf Lpp（B+D） （2.11）其中，Cf为木作舣装系数，计算公式如下： （2.12）将载重量代入上式，可计算得Cf =0.181，将计算得到的木作舣装系数以及主尺度代入（2.11）式，可以计算得木作舣装重量Wf =601.27t。2.4.3机电设备重量估算对同类型船舶，机电设备重量主要取决于主机功率，在设计初期，可由下面的经验公式进行机电设备重量估算。Wm=CmPB （2.13）式中，PB为主机的额定功率；Cm为机电设备重量系数，一般在0.11-0.132之间，根据母型船以及相关资料，选取Cm=0.115，初选的主机的额定功率为4350kW，将已知数据代入上式，可计算得到：Wm=615.24t。根据以上计算，将求得的各项重量相加，可得空船重量： LW=Wh+Wf+Wm+40(裕度)=4584.53t （2.14）2.5 重力与浮力平衡重力与浮力平衡是通过调整主尺度使浮性方程式成立，满足设计载重要求，这里采用诺曼系数法进行校核。2.5.1载重量增量计算设计船载重量DW=11000t，计算得初估的空船重量为LW1=4584.53t，设计船的初估的排水量为1=14865t。由此可得：实际载重量：；载重量增量：。2.5.2诺曼系数法校核载重量增量与排水量的比值为4.08%，不满足允许的误差要求，故重力与浮力不平衡，需要进行重力与浮力的平衡计算。重力与浮力平衡计算有改变方形系数法、诺曼系数法、载重量系数法等方法，本设计采用诺曼系数法进行平衡计算。查阅相关图谱1，得出本设计船的诺曼系数N=1.38。排水量增量：。根据浮性微分方程式2： （2.15）其中，1、L1、B1、d1、Cb1均为前一次近似的结果，此处值为初步拟定的主尺度及方形系数。经过七次调整，得到调整后的主尺度：LPP=123.70m，B =21.61m，D=10.40m，d=7.37m，Cb=0.77。根据调整后的主尺度，重新计算船体钢料重量、木作舣装重量、机电设备重量，对以上重量进行相加计算，可以得到调整后的空船重量LW2=4427t，调整后的排水量2=15426t。由此可得：调整后的实际载重量：；调整后的载重量增量：。调整后的载重量增量与调整后的排水量的比，满足允许的误差要求，故重力与浮力平衡。经过重力与浮力平衡计算后，确定本设计船的排水量=15426t，若在此排水量下要满足航速不小于14kn，则所需主机功率为：，因此最初选定的主机是合理的。经过重力与浮力平衡计算调整后，确定的设计船主尺度等要素汇总如下：表2.4 设计船主尺度等要素汇总项目数值垂线间长LPP123.70m型宽B21.61m型深D10.4m设计吃水d7.37m方形系数Cb0.77排水量15426t排水体积15049.8m3载重量DW11000t载重量系数DW0.74系数K1=L/B5.724系数K2=B/d2.9322.6 载货量Wc计算载货量Wc等于载重量DW减去油水等消耗品重量之和1。现对油水及备品、供应品的重量计算如下：2.6.1主机燃油重量W0由公式 （2.16）式中：g0包括一切用途在内的的耗油率，取主机耗油率的1.12倍，即g0=1.12166.000.001=0.816kg/kWh Ps主机持续使用功率，4190kW R 续航力，5000n mile s 服务航速，可比适航速度小0.51.0kn，此处取s=14.5kn K 风浪储备系数，通常取1.151.20，此处取K=1.15经过计算得燃油重量W0=320.06t。2.6.2滑油重量估算W1W1=W0 （2.17）式中：为比例系数，柴油机船通常取3%5%，汽轮机船取0.8%1%，本设计船为柴油机船，取=3.5%，则滑油重量W1=W0=3.5%661=11.2t。2.6.3炉水重量估算WbwWbw=7% W0=22.4t2.6.4船员生活用水本船船员为24人，每人每天耗水按110kg计1，则船员生活用水总量为现取为3t，其中增加的10天为五天储备，五天停港。2.6.5人员及行李每人体重按70kg计，每人的行李按40kg计，则人员及行李的重量为（70+40）2410-3=2.64t现取为3t。2.6.6食品每人每天按5kg计，食品的重量为现取为3t。2.6.7备品备品的统计数字一般为50t70t，本船取60t。根据计算，以上油水等消耗品的重量之和为563t，其中未考虑轻柴油重量以及锅炉燃油的重量，若考虑以上两部分重量，根据母型船将油水消耗品德重量调整为580t。已知总载重量为DW=24000t，则载货量Wc=DW-580=10420t。2.7 稳性校核在主要尺度确定时通常只做初稳性校核。因为在初稳性校核之后，按初稳性高度的大小，根据母型船的大角稳性情况，一般可以判断设计船的大角稳性如何。初稳性校核的内容是估算初稳性高度，并检验其是否符合设计船所要求的数值。2.7.1浮心垂向高度的估算 按下列经验公式估算浮心垂向高度： （2.18）其中，d为相应吃水，系数a1用薛安国公式1 进行计算： （2.19）式中，Cb为设计船的方形系数， Cw为设计船的水线面系数，利用下面的估算公式2进行计算，Cw=0.472Cb+0.5078=0.885，将其代入a1计算公式中，可计算得a1=0.52。将以上计算结果代入（2.18）式中，计算得：。2.7.2横稳心半径的估算按下列经验公式估算横稳心半径： （2.20）其中，B为型宽，d为相应吃水，系数a2用薛安国公式进行计算： （2.21）式中，Cb为设计船的方形系数， Cw为设计船的水线面系数，将其数值代入a2计算公式中，可计算得到a2=0.086。将以上计算结果代入（2.20）式中，计算得：。2.7.3重心垂向高度的估算按下列公式估算重心垂向高度： （2.22）式中，D为设计船的型深，为系数，空载油船在0.600.66，本船取0.60。所以。2.7.4初稳性校核初稳性方程式： （2.23）式中：所核算状态下的初稳性高度； 相应吃水下的浮心高度； r相应吃水下的横稳心半径； 所核算状态下的重心高度；自由液面对初稳性高度的修正值，一般可直接取自母型船或按实际情况进行估算，本设计船计算时取自母型船，=0.3。 初稳性高度： 空船：m根据我国海船法定检验技术规则（1992）5的规定，油船的初稳性高的下限为0.15m， 而本设计船0.15m，满足初稳性下限的要求。为了避免船舶发生谐摇，保证船舶谐摇缓和，必须使小于上限值，所谓初稳性上限值就是保证船舶横摇缓和的最大初稳性高度。为保证满足要求，则要求谐摇因数满足下式： （2.24）式中：船舶横摇的自摇周期； 波浪周期。船舶横摇的自摇周期可近似写成： （2.25）式中：B船宽，m； 不同的系数，查船舶设计原理1表3.4可得=1.01； 重心垂向高度； 船舶的初稳性高。带入已知数据，计算可得：8s；波浪周期，航区常见的大波浪周期： （2.26）式中：波长，我国沿海波浪情况，波长多在60m70m，偏于安全考虑，取=65m，代入上式，计算得：。根据以上数据，对调谐因数进行计算：空船时：；经过以上计算，均满足稳性要求。综上，本设计船的稳性满足规范要求。2.8 航速校核航速校核实质就是航速估算或马力估算。其目的是：（1）初步估算设计船在给定主机情况下的航速；（2）或初步确定在所要求的航速下需要的主机功率。本设计是针对目的（1）进行估算，本设计要校核当主机发出0.9倍的额定功率时航速能否达到设计如任务书要求，即试航速度为14.0kn。2.8.1总推进系数估算根据估算伴流分数的近似公式3，采用泰洛公式（对于单螺旋桨船）： （2.27）其中，Cp为设计船的棱型系数，Cp=Cb/Cm，Cm为设计船的中横剖面系数，为便于型线设计时采用1-Cp法进行，故设计船的中横剖面系数取自母型船，即Cm=0.990，计算得Cp=0.778，将其带入到（2.27）式中，计算得：。根据估算推力减额分数的近似公式3，采用汉克歇尔公式（对于单螺旋桨标准商船）： （2.28）其中，Cp为设计船的棱型系数，Cp=0.778，代入上式，计算得：t=0.269。船身效率按下式计算： （2.29）将以上计算结果代入上式，计算得：。取相对旋转效率；取功率储备10%，轴系效率；螺旋桨敞水收到马力：；计算螺旋桨进速：。由公式： （2.30）计算得：，在MAU图谱中查到约为0.538。推进效率，考虑适当裕度，取。所以，设计船的有效马力。2.8.2航速校核参数计算设计船浮心纵向位置Xb的估算，采用运输船舶设计特点7中给出的统计公式估算： （2.31）计算得：，根据船舶设计原理图5-5知，与本船的棱型系数相配合的最佳浮心纵向位置约为1%3%Lpp，所以取1.672%Lpp是合理的。现将航速校核主要参数汇总如下：表2.5 航速校核主要参数项目数值Lpp123.700 Ld=1.01 Lpp124.937 B21.610 d7.370 D10.41542614959.996Cb0.770Cbd = Cb/1.010.762 Cm0.990 Cp0.778 Cpd= Cp/1.010.770 B/d2.932 Ld/B5.781 Xb0.238 0.295 0.5S157.673 CRt=(BdCm/s) r0.044 1061.519 2.8.3绘制有效马力曲线及航速校核选用莱普法（Lap Keller）8计算有效马力曲线，列表计算如下：表2.6 有效马力曲线计算表序号项目数值1V(kn)13 14 15 16 2Vs(m/s)6.687 7.202 7.716 8.230 30.682 0.734 0.787 0.839 4r 103(查图)25 28 36 50 5Ld/B修正0.10 0.10 0.10 0.10 6修正后的r 10327.500 30.800 39.600 55.000 7CRt 1031.208 1.353 1.740 2.417 8VLd835.479 899.746 964.014 1028.281 9Re=(8)/(1.1883110-6)703081440 757164628 811247816 865331004 10CFs1031.600 1.585 1.571 1.558 11Ca103（查表）90.0003 0.0003 0.0003 0.0003 12(CFs+Ca)103=(10)+(11)1.600 1.585 1.571 1.558 13Cti103=(7)+(12)2.808 2.938 3.311 3.975 14 (m2/s2)44.719 51.863 59.537 67.739 15(1/2)S8384158.2 9723639.1 11162340.8 12700263.3 16Rti=(13)(15)10-3(kg)23544.896 28570.337 36959.627 50483.805 17B/d修正0.027 0.027 0.027 0.027 18Rt=(16)(1+(17)(kg)24171.375 29330.533 37943.044 51827.071 19Vs/75(m/s)0.089 0.096 0.103 0.110 20EHP=(18)(19)0.736 (kW)1586.216 2072.839 2873.035 4185.951 根据表2.6相关数据，可绘制出有效功率曲线，如图2.1。图2.1 有效功率曲线由图2.1可得出：当主机输出功率为主机的0.9倍额定功率时，设计船航速约为14.55kn，大于设计任务书要求的14.0kn，故航速满足设计要求。2.9 容量校核对双底双壳型油船容积校核要分层检验，即分别对货油舱容积和专用压载舱舱容进行校验。即满足以下公式： （2.32） （2.33）式中：Vtk货油舱能提供的容积，m3；Vcn货油所需容积，m3；VD 货油区能提供的总容积，m3；Vbn压载舱所需容积，m3。2.9.1本船提供的总容积本船能提供的总容积VD按下述统计式计算： （2.34） （2.35） （2.36）式中：Cm船中剖面系数，取Cm=0.990； Kc 货油区长度利用系数，现代大型油船Kc范围为0.700.79，本设计船取Kc=0.76； Cmd型深高度下中剖面面积系数，计算得 Cmd=0.994。根据已知数据，可以计算得：VD=19789.29m3。2.9.2货油舱能提供的容积本船货油舱能提供的容积Vtk按下式计算： （2.37） （2.38）式中：方形系数；b双层壳宽度，按规范要求，b= m或2m取小者，故本设计船b=1.05m；双层底高度，按规范要求，不小于m与2m较小者，本设计船取m。根据（2.38）式，计算得：，将已知数据代入（2.37）式中，经过计算可得：m3。2.9.3专用压载水舱能提供的容积本设计船专用压载水舱（即为双层底之间）能提供的容积：m3。2.9.4本船货油所需容积本船货油所需容积按下式计算： （2.39）式中：货油量，t； 货油密度，； 考虑货油膨胀及舱内构架系数，。计算得：货油所需容积m3。2.9.5本船专用压载水舱所需容积根据统计大中型油船压载水舱容积的资料，可以得到Vbn一般为30%DW40%DW，本船取Vbn=40%DW=4400m3。2.9.6容积校核根据以上计算数据，可知：，其中，这里计算的压载水容积是货油区的，全船的压载水舱还包括首、尾压载水舱，由于此时已满足压载水容积要求，那么全船的压载水容积自然满足要求。综上，设计船舱容满足所需要求。2.10 干舷校核船舶干舷的大小,对船舶的耐波性、抗沉性（干舷甲板与舱壁甲板一致时）及稳性都有重大影响。因此，为使船舶有一定的储备浮力，为减少甲板上浪的程度，保证船舶的安全，任何一条船都应该保证一定的干舷数值。夏季最小干舷F按下式计算： （mm） （2.40）式中：船的基本干舷，mm； 船长L100 m的船舶的干舷的修正，mm； 方形系数对干弦的修正，mm； 型深对干弦的修正，mm； 有效上层建筑和围蔽室对干舷的修正，mm； 非标准舷弧对干舷的修正，mm。2.10.1船的基本干舷查阅船舶设计原理表3.8，表中以船长为参数给出了标准船基本干舷数值，根据设计船的船长，利用内插法求得设计船的基本干舷=1983.8mm。2.10.2船长L100m的船舶干舷的修正由于本设计船为A型船舶，此项不予修正，=0mm。2.10.3方形系数对干舷的修正由下列公式计算方形系数对干舷的修正： （2.41）式中：Cb为计算干舷的方形系数，系指吃水等于0.85D（D为型深）处的方形系数，此处做近似计算，取计算方形系数Cb=0.770。计算得：方形系数对干舷的修正=131.28mm。2.10.4型深对干舷的修正由于计算型深L/15，则干舷应按下式计算所得增加： （2.42）式中，R为系数，当L120m时，R=L/0.48；L120m时，R=250。设计船长为123.7m，故R=250，计算可得：=538.33mm。2.10.5有效上层建筑和围蔽室对干舷的修正由下列公式进行有效上层建筑和围蔽室对干舷的修正计算： （2.43）式中，为上层建筑和围蔽室的有效长度E=L时的干舷减小值。设计船L122m，所以取=-1070mm；为当E2321.7mm；所以干舷满足规范要求。2.11 技术经济分析2.11.1对船长的分析船长对船舶钢料重量有主要影响1011，增加船长将使船体钢料及舾装设备的重量增加从而增加造船价格，本设计船是成品油运输船舶，设计时应注意尽量减小船长，降低造价和消耗，提高运输能力，提高船的经济性，本船垂线间长Lpp123.7 m，小于用经验公式算得的船长，属于同类型船的经济船长范围内。2.11.2对型深的分析型深对舱容的影响较大，本设计船型深较大，有效地保证了要求的舱容，同时也有利于减小船长，降低船舶的造价，提高其经济性。2.11.3对方形系数的分析方形系数对船舶性能有很大的影响，尤其是阻力，因而船舶的经济性好坏与船舶的方形系数有很大关系，而方形系数又受到傅汝德数影响。本船的傅汝德数6为，根据赛维尔雷夫临界方形系数估算公式可以得到临界方形系数，本船的方形系数。当一定时，方形系数越接近临界方形系数，对降低船舶的阻力有利。本设计船选择的Cb比临界方形系数大，虽然使阻力有所增加，但能够使主尺度适当减小，对降低造价有利，因此本船的方形系数选取的比较合理。综上所述，本船的经济性是可以得到保证的。2.12 本章小结本设计船为运输船舶，应尽量提高其经济性能，因此设计时应注意降低造价，以降低成本，尽量提高航速，降低消耗，提高其运输能力，提高经济性能。船长对船舶的造价影响较大，故应该尽量减小船长；运输船舶，应满足载重量要求，在适当减小船长的情况下，可以适当增加型深，以满足本船舱容；由于本设计船的吨位特点，其他性能对其的限制较少，影响较小，能够满足要求。综上所述，在满足航速和舱容的要求下，尽量减小本船的主尺度，提高经济性能。经过以上稳性校核、航速校核、容量校核、干舷校核，得出以上性能均满足要求，因此重力浮力平衡后确定的主尺度等要素，不作更改。现将设计船的主尺度等要素总结如下表：表2.7 设计船的主尺度等要素项目数值垂线间长LPP123.7m型宽B21.61m型深D10.4m设计吃水d7.37m方形系数Cb0.77排水量15426t排水体积14960m3载重量DW11000t载重量系数DW0.743 型线设计由于母型船性能比较可靠，而且存在平行中体，因此本设计采用“”法进行型线设计。设计船与母型船的主要要素列表如下：表3.1 设计船与母型船主要要素项目设计船母型船垂线间长LPP123.7m126.00m型宽B21.61m22.00m型深D10.4m10.60m设计吃水d7.37m7.457m方形系数Cb0.770.761棱形系数Cp0.7780.769船中剖面系数Cm0.9900.9903.1 绘制母型船横剖面面积曲线得到母型船横剖面面积有两种方式，可以用CAD的面域和list命令获得母型船的横剖面面积，也可以用型值表采用辛普森法进行估算，本文采用辛普森法。根据12000t母型船的型值表，利用辛普生法计算母型船水线面以下各站处横剖面面积，并对其进行无因此化，计算数据列表如下： 表3.2 母型船各站横剖面面积及无因此化曲线的坐标站数横剖面面积无因次化横坐标无因次化纵坐标-13.410667-1.10.019607010.8696-10.062486136.736-0.90.211185276.47333-0.80.4396233109.918-0.70.6318874137.618-0.60.7911265157.71-0.50.9066296168.262-0.40.967297172.1093-0.30.9894078173.544-0.20.9976559173.952-0.1110173.9520111173.9520.1112173.6020.20.99798813172.540.30.99188314170.1920.40.97838515164.77270.50.94723116152.30530.60.8755617131.110.70.75371418100.6780.80.57876918.581.3340.850.4675661959.008670.90.33922419.535.7940.950.2057692014.42810.082942217.5853331.10.043606根据表3.2的数据，画出母型船横剖面面积无因次曲线，如图3.1。图3.1 母型船横剖面面积无因次曲线3.2 改造母型船横剖面面积曲线3.2.1 母型船棱形系数以及浮心位置母型船无因次化的横剖面面积曲线的面积就是母型船棱形系数，从而可以得到母型船前体与后体的棱形系数与。在CAD中，使用MASSPROP命令查询得到母型船前体棱形系数，母型船后体棱形系数。母型船棱形系数，浮心纵向位置m，为垂线间长的1.567%。3.2.2 “”法改造母型船横剖面面积曲线按“”法求母型船横剖面面积曲线各站移动距离的表达式如下： （3.1）因此，各辅助站距理论站距离为，由此得到变化后的设计船面积曲线。根据下列公式计算设计船的棱形系数： （3.2） （3.3）式中：设计船前体棱形系数；设计船后体棱形系数； 设计船棱形系数； 设计船浮心纵向位置。代入相关数据得，根据公式（3.1）可以计算出设计船各站的偏移量，如下表：表3.3 “”法得到的设计船各站的偏移量站数x 变化后值-1-1.1-0.00864-1.091360-10-11-0.90.008639-0.908642-0.80.017279-0.817283-0.70.025918-0.725924-0.60.034557-0.634565-0.50.043197-0.54326-0.40.051836-0.451847-0.30.060476-0.360488-0.20.069115-0.269119-0.10.077754-0.177751000.086394-0.08639110.1-0.11497-0.01497120.2-0.102190.097805130.3-0.089420.21058140.4-0.076650.323354150.5-0.063870.436128160.6-0.05110.548903170.7-0.038320.661677180.8-0.025550.77445118.50.85-0.019160.830838190.9-0.012770.88722619.50.95-0.006390.94361320101211.10.0127741.112774根据上述数据，可以绘制出利用“”法得到的设计船的无因次横剖面面积曲线如图3.2。图3.2 设计船的无因次横剖面面积曲线根据图3.2，利用CAD查询功能（命令MASSPROP），可以得到经过“”法变化后所得设计船的棱形系数及浮心纵向位置 （占船长的百