船舶设计原理)(武汉理工大).doc

精品文档简答题1.简述船型论证的一般步骤：1.调查研究；2.设立船型方案（重量、航速、动力装置）；3.船型方案的技术、运营、经济型的计算；4.选取最佳船型；5.敏感性分析；6.提出建议方案编制设计任务书。2.简述载重型船舶确定主要要素的步骤：1.排水量的估算（方法：载重量系数法，诺曼系数法）；2.主尺度初选（按母船型比例换算，利用有关统计式计算；3.性能校核及主尺度调整（重量校核，舱容最小干舷校核，稳性和横摇周期校核，航速校核）3.简述平行中体的作用于适用范围：1.对于前体可使进流段型线尖瘦一些，降低兴波阻力；2.对于后体可消瘦去流段的船体型线有利于改善形状阻力；3.简化工艺降低建造成本。适用范围：Fr较低（Fr0.24）4.简述双层底的作用：1.保护内底，可提高船体纵向强度和抗沉性，保证船舶船底触礁和搁浅时不沉；2.可作为淡水、燃油、压载水舱之用；3.对油轮有防污作用5.简述纵倾调整方法和途径：1.改变油水舱，淡水舱的布局；2.中机型及尾机型船适当移动机舱位置；3.改变浮心位置6.简述采用网格法（变值发/参数分析法）优化设计方案的思路及特点：思路：系统的改变对设计船的主要性能有显著的影响的船舶要素，组合成若干尺寸方案，对每组方案都进行各项性能计算，然后再每组方案中比较优选。特点：1.计算工作量比较大；2.参数变值范围不能过小；3.选用的方法与各种近似的公式应比较准确。7.简述布置地位型船确定主要要素的步骤：1.按布置要求初选主尺度；2.排水量的估算；3.方形系数Cb的确定；4.性能的校核；5.综合确定合理的主尺寸。8.简述船舶总布置的主要内容：1.主船体与上层建筑的总体规划；2.纵倾调整；3.梯口与通道的规划舱室的布置；4.舾装设备的选型与布置。9.简述船型论证中进行敏感性的理由及常用的方法：为提高船型论证工作的可信度，降低投资者的决策风险通常要在确定性分析之后采用敏感性分析法进行不确定性分析，以期对最优方案作出更为确切的估计和评价。方法：敏感性分析可分为初步分析和详细分析两个阶段，初步分析是假定参与计算的各自变量向不利方向和有利方向变化一定的幅度，分别分析它对目标函数的影响程度和变化趋势，在初步分析的基础上再对那些敏感度大的自变量再进行详细的分析。10.简述双尾和双尾鳍船型的好处：特征：在船体尾部形成两个尾体的型线。节能机理:当Fr0.2时双尾之间形成的隧道为纵流线型，对减小阻力有利。另外尾部线型的纵向梯度减小，可避免界层分离，从而降低粘压阻力。Fr0.2时，船的总阻力中绝大部分是摩擦阻力，该阻力与船的湿体面积成正比，而双尾船型的湿表面积大，所以摩擦阻力大。双尾船型为降低螺旋桨转速提供了条件，在双桨效率较高的基础上通过降低转数可进一步提高螺旋桨的工作效率。11.简述考虑排水量裕度的原因：在船舶设计中，为确保设计船的载重量，避免船舶超重，通常在分部估算Wh，Wf，Wm的基础上将LW预加一定的裕度，称为排水量裕度（排水量储备)其原因有三1，估算误差，2，设备增加，3，采用代用设备和材料。排水量裕度取法：1.取空船重量LW的某一百分数，一般2%3% 2.分项储备。12.简述设计中选取船宽时应考虑的因素：1主尺度的限制，船宽B受船闸宽的限制，桥孔，船台船坞宽。2稳性和横摇，船宽对稳性影响最大。3总布置 船宽与总布置关系密切，加大B增加仓容货舱口宽度加大有利于总布置。4快速性 在排水量和船长不变时加大船宽有利于降低方形系数有利于快速性。5浮力和经济性，船宽正比于浮力，B对于经济性的影响小于船长。13.简述装载谷物的散货船设置顶边舱的作用：防止散货向一侧移动使船倾斜，影响船的稳性；使散货堆放于货舱中央，便于用抓斗卸货；顶边舱和底边舱可作为压载水舱以改善船的适航性；上倾的底边舱对船舶的安全比其它的双层底更可靠。14.简述集装箱船确定主要要素的过程：1.任务书分析、2.调查研究、3.确立设计指导思想、4.估取第一近似值、5.性能校验、6.绘图核算、7.主尺度选优，主尺度选取时确认载运标准箱的最低书目，标准箱的尺寸及重量，确认新船的装箱行列层数等；调查研究-航线情况、集装箱、船型、船舶负载率、船价、经济性计算基础数据、航速、敏感性分析等。15. 简述设计过程中保证快速性的措施：合适的主尺度，系数。合适的节能的优秀船型，推进装置。采用低转速，大直径的螺旋桨，以提高敞水效率。减少附体阻力，如舭龙骨应该随流线方向设置，其他附体都应该与船体有良好的水动力配合减小迎风面积，减小空气阻力。16. 简述船舶空载航行时保证必要的首尾吃水的理由：主要是为了保重螺旋桨有一定的沉深，防止飞车，空转。通常可以风暴舱压水，首尾尖舱压水。17. 简述横剖面面积曲线的特征：曲线面积等于船体水下排水体积。曲线的形状表示排水体积沿船长的分布情况。曲线面积的丰满度系数也就是船的棱形系数Cp。面积形心的纵向位置等于船浮心的纵向位置XB。曲线的形状对摩擦阻力的影响不大，但对剩余阻力有相当大的影响。18.简述尾机型的优缺点：优点:使中部方整船体用于装载货物，便于装货理货；装载散装货物时易于清舱且有利于货舱口的布置与船体空间的利用，还可以提高装卸效率，这对货船的经济性非常有利；缩短轴系长度，提高轴系效率，降低造价，且不需要设置轴隧而使舱容增加；有利于结构的连续性与经济性。对于油船，尾机型的轴隧可不通过货油舱，使货油舱都相毗邻设置，便于管路的布置有利于防火安全。缺点：浮态调整比较困难，因机舱的单位体积重量比货物轻，船满载时重心偏前，易出现首倾；而在压载航行时易出现尾倾。此外，适居性差，因为上建在机舱的上面,尾部的振动纵摇与升沉运动幅值及加速度大，使船员易感到不舒适。措施：与轮机人员协商，尽量缩短机舱长度，将船体型线的浮心纵向位置前移，不得以在船首防撞舱设置隔离空舱；协调主机缸数与螺旋桨叶数之间的关系，注意主机减振，优化尾部线型以减小尾部振动；尾部横剖面去接近U型适当增大尾舷弧或采用尾升高甲板以改善机舱布置。19.船舶初稳性上限值和下限值是从哪些方面考虑的：需考虑船的主尺度B、T、D和船型系数Cb、Cwp等。若GM太小，将造成大倾角稳性不能满足要求，破损后的稳性也无法保证，且船受外力作用后回复很慢，小船稍遇外力即倾斜，人员有不安全感；若GM过大，将使船的横摇固有周期变短，不仅影响船的安全性，也使船上作业困难，仪表易出故障，货物易受损，更易使乘员晕船或感到不舒服。选取合适的型宽B及比值B/T，方形系数Cb，水线面系数Cwp和型深D等参数。在设计初始阶段，GM值主要参考相近的型船选取B/T，或者把GM值作为选取B的主要参考因素。上限值是从船舶横摇缓和性上考虑的，下限值则是从船舶的安全性角度和使用要求考虑的。20.简述初步设计完成后船价的估算方法：1.整船概算法，在缺少资料，且对估算精度要求不高的情况下，可根据载重量或者排水量等，参考有关船型资料进行估算。2.分部估算法 将船体分为船体钢材、木作舾装、机电设备三大部分，各部分造价均根据其重量乘以每吨单价估算值。此外还应增加第四项费用即间接费用，包括设计、验船、船台工程、下水、是呀、利润、税收等各项。21简述型深对安全性的影响： 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。 抗沉性。F加大，浮力储备增加，对抗沉性有利。 稳性。F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。 耐波性。F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。 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。 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，积载因数C小重货船的D按载重线规范要求确定；积载因数C的轻货船按舱容确定。对于容积型船，选择D主要取决于上甲板一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。22.简述型线设计中采用改造母型法的好处及其具体的改造内容：好处：改造方法简便，由改造母型船的方法得到的新船型型线，克保持母型船的型线特征，同时对设计船的阻力，推进等性能更容易满足要求。改造内容：主尺度改造，横剖面面积曲线的改造：浮心纵坐标改造；及其他参数的改造。23.简述调整浮态的方法：1.改变燃油舱、淡水舱的布局；2.调整机舱位置；3.改变浮心纵向位置；4.压载状态的浮态调整。24.简述设计过程中保证快速性的措施：选取合适的尺度系数：选择合适的优秀的节能船型和节能动力装置；对于高速小艇，应尽量减小排水量；采用大直径，低转速螺旋桨，一获得较高的敞水效率；减小附体阻力，附体应与船体有良好的配合。25.简述平行中体的作用与适应范围：在Fr较低(Fr 0.24)时，采用一段平行中体，对于前体，可使进流段(Le型线尖瘦些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去流段(Lr)的船体型线，有利于改善形状阻力。在实用上，平行中体一段的横剖面形状完全相同，使得中部的船舱方整，便于装卸货物。设置平行中体还可简化工艺和降低建造成本。总之，适当采用平行中体不但在经济性和实用性上有利，在阻力性能上也是有利的。平行中体长度的选取，一般是取不使阻力性能恶化的最大长度。26.球鼻艏:答球鼻艏的广泛引用获得较为满意的减阻效果，但也有工艺复杂，成本高，锚泊设备操作困难等，不同速和形状的船舶，其球鼻艏减阻机理不同，1减小兴波阻力，Fr在+0.270.34之间的中高速船。2减小舭涡阻力，肥大型船舶首部产生的漩涡，埋首现象增加阻力，但球鼻艏可以整流。3减小破波阻力。名词解释1.IMO:国际海事组织2.SOLAS:海上人民安全公约3.单体客船分舱因数F=0.3，则该船破2舱不沉（F=0.58，破1舱不沉）。4.船舶耐波性：是指船舶在风浪中遭受外力扰动而产生各种摇摆运动，以及抨击、上浪、失速、飞车等时，仍能维持一定的航速在水面上安全航行的性能。5.自持力（续航力）：船上所带的淡水和食品等能提供人员在海上维持的天数。(在规定的主机功率和航速下，船上的燃油可供船舶连续航行的距离或航行时间。)6.型容积利用系数：舱内净容积与型容积之比成为折扣系数。7.干舷：船舶浮于静水面时，自水面至露天甲板上表面舷边处的垂直距离。8.净现值：船舶在使用期内还付本息后的利润的总现值。9.船舶主要要素：船舶的排水量、主要尺寸（船长、船宽、型深、吃水）以及船型系数（方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数）统称为船舶主要要素。10.安全限界线：船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处所绘制的线。11.抗沉性：船舶在破一舱或数舱破损进水后，仍能保证一定浮性和稳性的能力。12.单位运输成本：船舶完成单位运量所付出的成本。13.变吃水船：在一般情况下，装载至满载吃水（设计吃水）；又可在载重货物时，吃水达到tmax，根据这种要求设计的船就称变吃水船。14.舱容要素曲线：各液体舱的容积和容积型心随液面高度变化的曲线，即舱容要素曲线。舱容要素曲线根据舱柜布置图、肋骨型线图及有关的结构图经过计算后绘成。15.载重量：包括货物、燃料、储备品、船员和乘客的船舶装载总重量。16.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。17.船舶总吨位：量计除“免除处所”意外的全船所有“围蔽处所”所得的吨位。（净吨位：总吨位减除船员舱室和机舱等非营利容积后的容积）。1登记吨=2.832m=100立方尺18.破舱稳性：破舱稳性是指船舶在一舱或者相邻多舱破损浸水后，仍能保持一定浮性和稳性，使得船舶不至于沉没或者延缓沉没的时间，确保人员和货物安全的性能。19总布置设计：是以满足船东提出的使用要求和航行性能为前题，合理整体的确定新船的整体布置工作。20.积载因数：每吨货物装船是所占据的货仓容积。21.大倾角稳性：船在外力，横倾角超过1015度时的稳性，它涉及到船在航行中能抗多大的风浪或横倾力矩不颠覆。22.投资偿还期：由投资，预定的收益率，年度收益求得的投资偿还时间。23.型容积：是指型线图计算所得的仓内容积。24.最小干舷船：货船运载积载因数小的货物（重货）可按载重线规范来决定最小干舷，从而确定型深D.这种船成为最小干舷船。其型深满足容积要求，也满足最小干舷。25.富裕干舷船：当设计积载因数较大的货船时，按载重线求得的最小干舷F，所决定的型深D，往往不能满足货仓容积的要求，D需要根据仓容决定，即DFx+T .船的实际干舷大于最小干舷，这是富裕干线船。26.横剖面面积曲线：船长为横坐标，设计水线以下各横剖面面积为竖向坐标所绘制的曲线。1.积载因数Uc：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积数，单位是T/m3。2.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。3.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Fmin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，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。4.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。5.净容积：扣除骨架，护条等占用的空间后，所剩余的有效装载容积6.操纵性包括以下内容:；航线稳定性，回转性，转首性7.横剖面积曲线：面积等于排水体积，丰满度系数等于棱形系数，面积的形心横坐标等于浮心纵向位置，最大纵坐标值等于最大横剖面面积。8.球鼻首可以减小:兴波阻力，舭涡阻力，破波阻力。涡尾的五种作用：形成假尾，消减尾浪，提高推进效率，回收螺旋桨尾流中的旋转能量，消减振动。9.平头涡尾船型首部设计参数:纵流角，首压浪长度。双尾船型的线型以中央隧道的纵剖面形状和尾轴间距作为主要参数。10.隧道型船尾为了增大螺旋桨直径，获得较高的敞水效率。11.反应鳍节能机理是形成和螺旋桨尾流方向相反的预旋流，减小了螺旋桨尾流旋转能量损失的作用。12.经济船长:综合船长L对船价和燃料开支的不同影响，民用运输船从船舶经济性角度常选取一个最有利的船长称为经济船长13.舷弧线：甲板边线在中纵剖面的投影线。脊弧线：甲板面与中纵剖面的交线。14.最佳纵倾节能：船舶利用压载水舱调整纵倾，使船舶处于最佳状态下航行，从而达到节能的目的。15、船舶设计阶段为什么通常都要加排水量裕度？在什么情况下有的船需加固定压载？在一般货船上加固定压载是否合理？加排水量裕度是：估算误差，设备增加，采用代用品；加固定压载的情况是，需要降低重心以提高稳性，增加重量以加大吃水，或者需要调整浮态时。不合理，货船加固定压载会影响船的载货量，影响经济效益。16.载重型船舶与容积型船舶各自的特点是什么？载重型船的载重量占排水量比例较大，设计时首先要使船能够满足载重量要求，即确定船的主尺度时应首先从重量与浮力平衡入手。容积型船为布置各种用途的舱室、设备等，需要较大的舱容及甲板面积，这类船的主尺度的确定，主要取决于船主体的容积及甲板面积的需要，二者设计时的入手点不同。17.如何保证船舶有足够的稳性选取GM应考虑的因素有哪些？为什么GM值不能太小，也不宜过大？需考虑船的主尺度B、T、D和船型系数Cb、Cwp等。若GM太小，将造成大倾角稳性不能满足要求，破损后的稳性也无法保证，且船受外力作用后回复很慢，小船稍遇外力即倾斜，人员有不安全感；若GM过大，将使船的横摇固有周期变短，不仅影响船的安全性，也使船上作业困难，仪表易出故障，货物易受损，更易使乘员晕船或感到不舒服。18.设计中控制GM的主要措施是什么？选取合适的型宽B及比值B/T，方形系数Cb，水线面系数Cwp和型深D等参数。在设计初始阶段，GM值主要参考相近的型船选取B/T，或者把GM值作为选取B的主要参考因素。19、选择棱形系数Cp应考虑哪些因素？为什么低速运输船不是从阻力上最佳出发考虑C的选取?（1）阻力方面。（2）经济性。（3）总布置。（4）建造工艺。（5）与Cb，Cm的配合。低速船一般属于民用船，我们主要 从考虑使用性和经济性考虑，兼顾快速性，因为取CP较大时，阻力增加不大，但是可以得到较大的排水量，提高船舶的经济效益。一般我们都有一个经济方型系数Ce。20.方尾，球尾型线的