52000DWT原油船的方案设计.doc

52000DWT原油船的方案设计摘 要本次毕业设计的具体任务为52000DWT原油船的方案设计，该船航行于远洋区域。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。本次设计涉及多个方面，大体上来说，可以分为下面六个部分：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50000DWT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、完整稳性等进行计算，并绘制静水力曲线、舱容要素曲线、稳性横截曲线、静稳性曲线和动稳性曲线等，以确定设计船满足设计任务书和规范的要求。5、快速性计算及螺旋桨设计采用-图谱设计螺旋桨的直径和其它参数。保证船、机、桨三者的配合，以提高设计船的整体性能。6、船体结构设计参考母型船，按照按照CCS国内航行海船建造规范（2006）的规定，对设计船进行货舱区的结构设计，选取构件，并校核总纵强度，以保证结构设计合理。最后绘制典型横剖面图。关键词：原油船；主尺度；型线；总布置；稳性；螺旋桨The General Design Of a 52000 DWT Product Crude TankerAbstract The specific task of graduation design is to design a 52000DWT Crude oil tanker which mianly sails on the costal water of far ocean.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 six 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 50000t Crude carriers general arrangement, the general arrangement is designed in accordance with the correlative rule.4. Calculation of hydrostatics and stability 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.5. Screw propeller designDesign the diameter and other parameter of the screw propeller by employing the- spectrum, ensure the cooperation of the ship, mainframe and the screw in order to enhance the total capability of the ship designed. 6. Structure designThe hull structure is designed according to Rules and Regulations for the Construction and Classification of Steel Sea Ships (2006), and select the components and check the intensity of portrait body, in order to make sure the design of structure is reasonable. And furthermore, the designer draws typical transverse section planes.Key Words：Product oil tanker; Principal Dimensions; Moulded Lines; General arrangement; Stability; Screw Propeller; Structure132 引 言随着我国重大航运政策的变化和市场经济的发展，客运在萎缩，煤运在回落，但利润指标靠油运这一基本格局却仍未改变。油运能创造高于其他货运的经济效益是目前航运业的一个特征，也是各航运企业的共识。根据未来油运市场的特点，油船近期的发展是1013万吨级的油船，中长期发展则视市场走向考虑发展20万吨以上的超级油轮。根据我国经营管理和油运市场的特点，我国将主要经营710万吨级的油船。本毕业设计为52000DWT远洋原油船方案设计，设计船货油比重为0.86 t/m3，航行于我国近海区域。本船入CCS船级，设计过程中应对CCS的船舶设计建造标准进行参考，使其满足设计要求。本船为单机、单桨、单甲板、尾机具有球首和球尾线型船型，在进行总布置设计时，应给以充分考虑，并在给定条件下，满足装载要求，并且满足航行性能以及稳性条件。本毕业设计要求设计航速不小于14.0节，续航力约为8000海里，在进行航速计算、主机选择以及螺旋桨设计时，满足设计要求。本船船员数为20人，在满足船舶营运要求的前提下，充分考虑船员的起居生活，保证船员的正常工作，并保证船员的饮食和健康。船舶设计是逐步近似、螺旋上升的过程，在设计开始阶段，很多要素不能确定，要在进一步的设计计算中逐渐确定，逐渐精确。在设计的开始阶段，各要素的估算和假定，对船舶的后续设计优化产生影响，为能够得到满足设计要求并优化的船舶，在进行船舶的主尺度确定过程中，多考虑些影响因素，多参考些经验公式，从不同的角度进行主尺度确定，并进行对比分析，确定较为理想和优化的设计船的主尺度。确定主尺度后，设计船部分要素已经确定，利用“1Cp”法和“迁移法”对母型船进行变换，绘制母型船和设计船的无因次化横剖面面积曲线，进而得到设计船的无因次化型值，对其进行有因次计算，绘制设计船的横剖线图，通过横剖线图绘制半宽水线图以及纵剖线图，并对其进行三向光顺。对水线以上部分的船体进行自主设计，并满足水线以上以及水线以下部分的过度，注意型线之间的配合，最终得到设计船的型线图。总布置设计时，结合油船的布置特点，保证设计船的舱容和装载，以及营运安全，考虑船员的起居与工作情况，并参考了50000DWT原油/成品油船的布置情况，对设计船进行总布置设计。设计船的螺旋桨采用图谱法进行设计，采用具有较好的性能的MAU系列螺旋桨，并根据实际情况对标准桨进行了一些必要的修正，保证船舶满足设计任务书对航速的要求，同时对设计螺旋桨进行校核，保证其满足设计要求。船体结构设计时，根据钢质海船入级与建造规范（2006）的相关规定，参考母型船的典型横剖面，对设计船进行货油区的结构设计，绘制典型横剖面结构图，并对其进行总纵强度的校核，使其满足规范的要求。本设计船为航行于远洋航区。船级为中国船级社，遵循CCS国内航行海船建造规范（2006）的相关要求。本设计船为单机、单桨、单甲板、尾机型船型。通过设计，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 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，本船设计任务书是由毕业设计任务书提供的，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 用途本船用于运载运载散装原油，货油比重为0.86 t/m3。本船的载重量为52000DWT。1.2 航区和航线本船航行于远洋航区。1.3 船级本船入CCS船级。1.4 船型本船为单机、单桨、单甲板、尾机型，具有球首和球尾线型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8000海里。1.7 船员数本船船员数为20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24000DWT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，按适宜尺度比及限制条件等算出主尺度，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，若满足则结束或进行经济性能分析，否则修改主尺度，重新进行计算。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。2.1.2排水量的估算本船为布置型船舶，即为重量型船舶，由于DW随变化有相对稳定的范围，通常用载重量系数法1初估排水量。因此，本设计船根据载重量法估算排水量。本设计船载重量为52000DWT，选取57692DWT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总长Loa224 m设计水线长LWL219 m垂线间长LPP218 m型宽B32.2 m型深D19 m设计吃水d12 m方形系数Cb0.823续表2.1项目数值中横剖面系数Cm0.990排水量70502t载重量DW57692t载重量系数DW0.825选取的母型船的载重量系数为0.825，载重量为57692DWT，设计船的载重量为52000DWT，比母型船的载重量小，故取设计船的载重量系数DW =0.821，由此，设计船的的排水量=DW/DW=52000/0.821=63337t。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5万吨的油船主尺度统计公式2 （2.1） （2.2） （2.3） （2.4） （2.5）本设计船的载重量为52000DWT，现将DW=24000t代入以上各式，计算可得到：LPP=200.1m，B =32.95m，D=17.14m，d=11.53m，Cb=0.816。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1，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 （2.6）（m） （2.7）（m） （2.8）（m） （2.9）其中：为海水密度，取1.025t/cm3；k为附体系数，取1.004；系数K1 、K2、Cb取自母型船，分别为K1=6.68，K2=2.41，Cb=0.823，型深初步按照母型船D0/L0进行比例换算，即D=L（D0/L0）。根据上式，代入数据进行计算，可以得到初定的主尺度为：LPP=210.4m，B =31.1m，D=17.5m，d=11.58m，Cb=0.823。2.2.3船型资料法根据型船资料，并根据设计船实际情况进行调整，可以近似得到设计船舶的初估主尺度。基本公式： （2.10） （2.11） （2.12） （2.13） （2.14）其中 2.2.4初拟结论将以上三种方法初步估算的设计船主尺度作为三种方案列表比较，比较结果见下表： 表2.2 三种方案比较三种方法计算结果方案1（主尺度比法）方案2（统计公式法）方案3（母型船换算法）Cb0.8230.8190823Lpp(m)201.1200.1210.4B(m)30.133.031.1D(m) 17.517.118.33d(m)12.4911.511.53三种方案中，由于统计法将油船主尺度看作仅是载重量DW的函数，而忽略了航线，港口条件等对船舶主尺度的影响，且现代油船尺度有向“短肥”发展的趋势，一些早期的统计公式不适用于现代油船设计，不适合采用统计法得出的方案2。方案1和方案3的各项参数都较为接近，在一定程度上可以说明两种方案的合理性。两种方案中，方案1的，方案3的。在阻力性能方面，方案3较方案1减小了摩擦阻力而增大了剩余阻力，由于设计船为低速船，阻力的主要成分为摩擦阻力，故方案3的总阻力小于方案1。在经济性方面，方案2减小了船长，从而降低了总体造价及与造价相关的营运开支。方案2具有更大的排水量，可为空船重量留出更多的裕度，考虑空船重量后进行重力浮力平衡时，更容易满足要求。2.3 初选主机用海军部系数法估算主机功率，母型船海军部系数 母型船主机功率8700kW，服务航速代入数据求得母型船海军部系数为C=538设计船主机功率 (2.15) 设计船要求的试航速度不低于14kn，取。得到BHP=8100kw。留出15%的富余，所需BHP=81001.15=9315kw查资料，确定主机型号MAN B&W 6S50MC-C ，功率为9480kw，转速95r/min，耗油率171g/kWh。2.4 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船体钢料重量估算按立方模数公式估算该项重量。50000吨级油船立方模数的钢料重量系数一般为0.07920.1053，但L/D较大者，重量系数一般较大，本船的L/D=11.80,钢料重量系数选为0.085 ,考虑4%的裕度。 故求出钢料重量 (2.16)2.4.2木作舣装重量估算采用平方模数法经验公式 ，考虑4%裕度 (2.17) 其中由母型船取得舾装重量系数 代入求得舾装重量。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。采用船舶设计实用手册3推荐公式（考虑3%裕度）： （2.18） 式中为主机功率MCR（kW）可得机电重量。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=10592+1124+1555.3=13271t （2.19） 2.5 重力与浮力平衡设计船载重量DW=52000t，计算得初估的空船重量为LW1=13271t，设计船的初估的排水量为1=63337t。由此，可得：实际载重量：； （2.20）载重量增量：。载重量增量与排水量的比值 ，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2，本设计采用诺曼系数法进行平衡计算。重力与浮力不相平衡，现采用诺曼系数法对其进行平衡，允许误差为0.1%。诺曼系数： （2.21）排水量增量： （2.22）浮性方程微分式： (2.23)令 则 由此求得 重力浮力不平衡求得 重力浮力还是不平衡 满足重力浮力平衡精度要求 经过调整，得到调整后的主尺度：新的主尺度： 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2.3 设计船主尺度等要素汇总项目数值垂线间长LPP210.4m型宽B31.1m型深D18.3m设计吃水d11.5m方形系数Cb0.848排水量65265t排水体积63420m3载重量DW52000t2.6 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 (2.24)式中：主机单位耗油量，171g/kWh； 持久使用功率，取为8820kW； S续航力，8000n mile； 服务航速，取14kn； d储备天数，取为5天；经计算，=1087.7t2.6.2滑油重量估算W1W1=W0 （2.25）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=2.5%，则滑油重量W1=W0=3.5%661=27.2t。2.6.3炉水重量估算Wbw由经验公式 Q1=Q/2.7405%=228t (2.26)2.6.4船员生活用水本船船员20人，每人每天耗水按110kg计，则生活用水总量为 2.6.5人员及行李 每人体重按70kg计,每人的行李按50kg计，则人员及行李重为 2.6.6食品 每人每天按5kg计，食品重为2.6.7备品备品的统计数字一般为0.51%LW，本船按60t计。2.6.8轻柴油重量根据船舶设计原理例题中的50000DWT母型油船计算例题换算，本设计船航行时发电机电力负荷假定为400/12365*11240=306.7kW，停泊时低于此值，而进出港时高于此值。由于 近海航区，进出港时间较短，故按电力负荷的平均状态为306.7kW计算柴油消耗量是足够的。考虑发电机效率为0.8，。时间按10000n mile续航力加4天储备，外加3天停泊计算，则柴油机耗油量为 (2.27)式中： 主机单位耗油量，171g/kWh； Pe 电力负荷，306.7kW； 发电机效率，0.8； S 续航力，8000n mile； Vs 服务航速，取14kn； d1储备天数，取为5天； d2停港天数，取为5天；经计算，W01=53.19t2.6.9锅炉燃油重量由于锅炉型号和数量未知，按船舶设计原理例题中的50000DWT母型油船计算例题换算，暂定锅炉燃油总需要量为Q=2965000052000=308t.根据计算，以上油水等消耗品的重量之和为859t，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1000t。已知总载重量为DW=24000t，则载货量Wc=DW-1000=23000t。2.7 稳性校核稳性校核包括初稳性校核和大角稳性校核，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： （2.28）其中，d为相应吃水，系数a1用薛安国公式1 进行计算： （2.29）方形系数已知，水线面系数，代入相关数据得到。2.7.2横稳心半径的估算由诺曼公式得到横稳心半径的近似公式 （2.30） (1.22)代入相关数据得到 2.7.3重心垂向高度的估算重心高度 (2.31) 油船一般取为0.575，得到重心高度2.7.4初稳性校核初稳性方程式： （2.32）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：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： （2.33）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： （2.34）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：波浪周期，航区常见的大波浪周期： （2.35）式中：波长，我国沿海波浪情况，波长多在60m70m，偏于安全考虑，取=70m，代入上式，计算得：。根据以上数据，对调谐因数进行计算： 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总推进系数估算总推进系数： （2.36）其中，总推进系数；船身效率；螺旋桨敞水效率；轴系传送效率。表2.4 推进系数估算参数项目数值伴流分数=0.5Cb-0.05(泰勒)0.374推力减额分数t=0.5Cp-0.12（汉克谢尔）0.358相对旋转效率R1.00船身效率H=(1-t)/(1-)1.109Cb0.848Cp0.851转速N95PD=0.9PsRs8361.36采用采用MAU4叶桨图谱进行计算取储备功率10，轴系效率。表2.5按法估算螺旋桨推进效率项目符号数值航速V(kn)14.00Va=(1-)V8.76459.567.71MAU4-40（查图）0.553MAU4-55（查图）0.535MAU4-70（查图）0.518最终总推进系数0.538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，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，本船去2%进行估算。现将航速校核主要参数汇总如下：表2.6 航速校核主要参数项目数值Lpp210.35mLd=1.01 Lpp212.45mB31.1md11.6mD18.3m65265.28t6419 m3Cb0.848Cbd = Cb/1.010.84Cm0.996Cp0.851Cpd= Cp/1.010.843B/d2.683Ld/B6.8384.21m9601m2104.5kgs2/m40.5S502713.69 kgs2/m2CRt=(BdCm/s) r0.037r1061.5192.8.3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2.7 有效马力曲线计算表序号项目数值1V(kn)121314152Vs(m/s)6.1736.6887.2027.71630.460.500.540.584r 103(查图)262733405Ld/B修正-0.05-0.05-0.05-0.056修正后的r 10324.725.6531.35387CRt 1030.9200.9551.1681.4158VLd25492762297431879Re=(8)/(1.1883110-6)214543623232422258250300894268179529410lgRe9.339.379.409.4310CFs1031.5011.4901.4781.46611Ca103（查表）90.000150.000150.000150.0001512(CFs+Ca)103=(10)+(11)1.501151.490151.478151.4661513Cti103=(7)+(12)2.422.452.652.8814 (m2/s2)38.144.751.959.515(1/2)S1915811022484170260763162993454616Rti=(13)(15)10-3(kg)4638254983689908625217B/d修正=(B/d-2.4)5%0.0140.0140.0140.01418Rt=(16)(1+(17)(kg)4703955762699678747419Vs/75(m/s)0.0820.0890.0960.10320EHP=(18)(19)0.736 (kW)2850365949456624根据表2.7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14.1kn，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： （2.37） （2.38）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： （2.39） （2.40） （2.41）式中：Cm船中剖面系数，取Cm=0.996； 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=0.75； Cmd型深高度下中剖面面积系数，计算得 Cmd=0.997。根据已知数据，可以计算得：VD=90098.6m3。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： （2.42） （2.43）式中：方形系数；双层壳宽度，按规范要求，m或2m取小者，故本设计船b=2m； 双层底高度，按规范要求，不小于B/15=2.1m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（2.42）式中，经过计算可得：。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能提供的容积：2.9.4本船货油所需容积本船货油所需容积 （2.44）其中：，货油密度；，考虑货油膨胀及舱内构架系数。2.9.5本船专用压载水舱所需容积压载水容积 （2.45）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，那么在布置时首尾可不设压载水舱。综上，设计船舱容满足所需要求。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，本设计船是原油运输船舶，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Lpp210.35 m，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12为Fn=0.16，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0.848。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Cp比临界方形系数大，但比较接近，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2.8 设计船的主尺度等要素项目数值垂线间长LPP210.35m型宽B31m型深D18.3m设计吃水d11.5m方形系数Cb0.848排水量65265t排水体积63419m3载重量DW52000t3 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LPP210.35m217.00m型宽B31m32.26m型深D18.3m21m设计吃水d11.5m12.5m方形系数Cb0.8480.8408棱形系数Cp0.8080.8441船中剖面系数Cm0.9960.996浮心位置Xb2%3.1%3.1 绘制母型船横剖面面积曲线根据75756t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号面积（）面积无因次化船长无因次化016.842971810.0419-10.539.68895330.0988-0.950.7567.345333920.1676-0.925194.696329820.2357-0.91.5149.15525040.3713-0.85续表3.2站号面积（）面积无因次化船长无因次化2198.59924210.4944-0.83283.2112670.7051-0.74345.57888070.8603-0.65382.87563350.9532-0.56397.48832670.9896-0.47400.91872950.9981-0.38401.65693741-0.29401.65693741-0.110401.65693741011401.656937410.112401.656937410.213401.656937410.314401.656937410.415401.656937410.516400.47227890.99700.617388.980050.96840.718341.11896330.84920.818.5302.36221370.75270.8519247.68307430.61660.919.5172.64889810.42980.9519.75127.03056270.31620.9752077.673044060.19331A47.0786380.11721.018B21.4460080.05331.037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，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。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0-10-1