船舶设计原理(第六章)-2016-C

1、上海交通大学v船舶设计原理第第 六章六章 型线设计型线设计课号：课号：001-(2016-2017-1)教学班：教学班：NA420封面第六章、第六章、型线设计型线设计6.1 概概 述述型线图是性能计算、结构设计，各种布置和建造放样的依据。型线型线图是性能计算、结构设计，各种布置和建造放样的依据。型线设计是船舶总体设计的一项重要内容。设计是船舶总体设计的一项重要内容。首先，型线与阻力性能关系重大，尾部型线与螺旋桨的配合对推进效率首先，型线与阻力性能关系重大，尾部型线与螺旋桨的配合对推进效率和振动有很大的影响。此外，型线与船舶的稳性、操纵性、横摇阻尼、船在和振动有很大的影响。此外，型线与船舶的稳性

2、、操纵性、横摇阻尼、船在波浪上的运动特性、砰击等都有关系。在使用方面，型线影响布置和舱容，波浪上的运动特性、砰击等都有关系。在使用方面，型线影响布置和舱容，例如机舱内的布置条件、货舱和压载舱的容积、甲板的布置地位等。在建造例如机舱内的布置条件、货舱和压载舱的容积、甲板的布置地位等。在建造方面，型线的平直部分、可展曲面部分可以简化施工的工艺，而复杂曲面增方面，型线的平直部分、可展曲面部分可以简化施工的工艺，而复杂曲面增加了施工难度和工作量。加了施工难度和工作量。由此可见，型线设计需要考虑许多方面的要求，有些要求还会相互抵触，由此可见，型线设计需要考虑许多方面的要求，有些要求还会相互抵触，设计者必

3、须加以权衡。设计者必须加以权衡。 6.1 概概 述述 某小型多用途船的型线图：某小型多用途船的型线图：第六章、型线设计1 6 001 6 001 6 00R1500cL2 7 002 0 00R 6 0 01502 5 05 00水 线B L3 00 0水 线2 00 0水 线1 00 0水 线4 20 0水 线4 58 0水 线折 角 线上 甲 板 边 线1003 5 0520R 7 0 03 5 03 5 0704 0 02003 0 050# 19距BL180011 /2235678941 01 11 21 31 41 31 61 51 71 81 92 0全 船 肋 距 600纵 剖

4、线纵 剖 线纵 剖 线上 甲 板 边 线折 角 线# 1 0 5 +200纵 剖 线纵 剖 线纵 剖 线R32005 004 20 0水 线4 58 0水 线3 00 0水 线2 00 0水 线1 00 0水 线5 00水 线B L5 00水 线B L1 00 0水 线2 00 0水 线3 00 0水 线4 58 0水 线4 20 0水 线5 00水 线B L4 58 0水 线4 20 0水 线1 00 0水 线2 00 0水 线3 00 0水 线尾 楼 甲 板 边 线折角 线上 甲板边线尾封板01/212345678 1 0首 楼 舷 墙 顶 线首 楼 甲 板 边 线折 角 线上甲板边线2

5、01 81 71 61 51 41 31 21 11 9R15001 6 001 6 001 6 0006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006

6、7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 00水 线1 0 00水 线2 0 00水 线3 0 00水 线4 2 00水 线4 5 80水 线上 甲 板 边 线首 尾 楼 甲 板 边 线 舷 墙 顶 线 中 纵 剖 线 上 甲 板 边 线首 尾 楼 甲 板 边 线平 底 线纵 剖 线纵 剖 线纵 剖 线 舷 墙 顶 线半 宽高 度站

7、号型 值 表1 6 00纵 剖 线3 2 00纵 剖 线4 8 00纵 剖 线051 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 08 59 09 51 0 01 0 51 1 01 1 51 2 0- 5 2 0 1 9 .5 19 18 17 16 1 5 1 4 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 11 /2 0尾 封 板 2 20 6 551 4 152 3 453 2 804 0 454 6 155 0 005 2 005 2 005 2 004 9 654 5 403 7 302 7 001 6 60 7 60 2 00

8、3 801 3 252 3 653 4 204 3 605 1 005 6 305 9 656 1 806 3 006 3 006 3 006 1 005 7 004 9 853 9 902 8 501 6 90 5 50 1 00 6 301 7 602 9 704 1 405 0 555 7 306 1 406 3 806 5 206 5 906 5 906 5 906 4 806 1 505 5 404 5 853 3 602 0 50 7 70 4 201 0 202 3 453 7 354 9 355 7 906 3 006 6 006 7 006 5 506 1 155 3 104

9、 0 852 5 95 9 80 6 901 4 202 9 404 4 155 5 656 2 506 5 806 6 406 3 955 8 304 7 403 1 701 2 55 01 2 002 1 203 8 555 2 606 1 606 5 706 6 856 5 756 2 605 5 404 4 303 0 152 2 401 4 50 3 901 4 502 4 704 3 005 6 806 3 606 6 006 6 306 3 805 7 904 8 753 7 203 0 952 4 501 6 401 1 402 6 703 9 505 7 506 5 506

10、7 006 6 006 3 705 9 605 3 454 9 804 5 904 0 602 7 304 0 305 0 206 5 606 2 805 8 855 6 605 4 005 0 003 4 304 4 605 2 606 2 706 6 506 7 006 6 504 2 001 0 00 2 00 03 7 304 0 004 3 006 2 704 7 803 3 75 7 90 1 60 25 4 203 5 254 0 004 2 504 5 808 5 006 4 805 1 703 3 851 2 75 3 90 90 1 10 8 253 0 004 2 804

11、 6 504 9 605 6 007 3 104 9 903 5 801 7 90 7 80 3 30 1 10 40 3 801 2 403 0 204 5 205 3 105 6 356 0 807 7 305 5 805 5 605 5 305 4 805 4 305 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 405 4 905 5 405 5 805 6 305 7 005 7 505 8 005 9 007 8 807 8 407 8 007 9 808 0 308 1 008 1 508 2 008

12、3 008 8 008 6 008 3 907 6 006 5 306 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 406 5 106 8 506 301 68100首 楼 舷 墙 顶 线首 楼 甲 板 边 线首 楼 甲 板 中 心 线尾 楼 甲 板 边 线上 甲 板 边 线4 5 8 0 水 线4 2 0 0 水 线3 0 0 0 水 线2 0 0 0 水 线1 0 0 0 水 线5 0 0 水 线C LC L1 6 00纵 剖 线3 2 00纵 剖 线4 8 00纵 剖 线距BL9100距BL7900距BL56

13、80距BL5900距BL8300距BL40001001 3 30R 7 50R400R 3 00R 2 0 0首 楼 甲 板 边 线上 甲 板 边 线4 5 8 0 水 线4 2 0 0 水 线3 0 0 0 水 线2 0 0 0 水 线1 0 0 0 水 线5 0 0 水 线首 楼 舷 墙 顶 线平 底 线R 3 4 5 0R 27 50R 12 60R 1 0 0R 1 5 0R 2 0 0R 3 0 0R 3 5 0R 5 0 0平 底 线01 /21234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 01 91 /21 91 / 21 91 / 2总 长 L

14、O A 7 5. 00 m垂 线 间 长 LP P 7 0. 00 m水 线 间 长 LW L 7 1. 33 m型 宽 B 13 .4 0 m 型 深 D 5 .4 0 m设 计 吃 水 d 4 .20 m方 形 系 数 CB 0 .7 04水 线 面 系 数 Cv 0 .8 32中 纵 面 系 数 CM 0 .9 80浮 心 纵 向 位 置 XB - 0 . 426 m排 水 量 28 58 t 梁 拱 0. 2 m首 脊 弧 0 .0 m尾 脊 弧 0 .4 m主 要 要 素6.1 概概 述述75000t散货船型线图：散货船型线图：第六章、型线设计46.1 概概 述述第六章、型线设计Tr

15、ibon Line/Surface6.1 概概 述述第六章、型线设计Napa6.1 概概 述述第六章、型线设计NURBS曲面曲面6.1 概概 述述型线设计中应注意的几个方面：型线设计中应注意的几个方面： 保证良好的航海性能。除了某些有特殊要求的情况以外，通常把快速保证良好的航海性能。除了某些有特殊要求的情况以外，通常把快速性（阻力与推进）放在主要地位来考虑，同时兼顾耐波性、操纵性和性（阻力与推进）放在主要地位来考虑，同时兼顾耐波性、操纵性和稳性。稳性。 考虑总布置的要求。总布置所需的甲板面积，货舱大开口的尺寸，纵考虑总布置的要求。总布置所需的甲板面积，货舱大开口的尺寸，纵倾的调整等对型线设计都

16、有一定的要求，型线设计中应加以考虑和满倾的调整等对型线设计都有一定的要求，型线设计中应加以考虑和满足。必要时，当布置与性能对型线的要求发生矛盾时，通常是足。必要时，当布置与性能对型线的要求发生矛盾时，通常是适当降适当降低低对性能方面的要求，来满足布置和使用的需要。对性能方面的要求，来满足布置和使用的需要。 考虑船体结构的合理性和工艺性。例如，不必要的复杂曲面的船体形考虑船体结构的合理性和工艺性。例如，不必要的复杂曲面的船体形状，不仅增加建造工时，多耗材料，而且不易保证施工质量，影响结状，不仅增加建造工时，多耗材料，而且不易保证施工质量，影响结构强度。构强度。 外观造型。水线以上的首尾轮廓线、甲

17、板边线以及外露的折角线应考外观造型。水线以上的首尾轮廓线、甲板边线以及外露的折角线应考虑美观和造型方面的要求。虑美观和造型方面的要求。 第六章、型线设计6.1 概概 述述型线设计的精度：型线设计的精度： 应符合要求的排水体积，其误差要求与设计中对排水量考虑的余量应符合要求的排水体积，其误差要求与设计中对排水量考虑的余量有关。如果重量裕度在有关。如果重量裕度在12时，排水体积允许的误差约为时，排水体积允许的误差约为0.5。 应符合要求的浮心纵向位置。文献应符合要求的浮心纵向位置。文献1建议，在纵倾允许误差为建议，在纵倾允许误差为0.2L时，型线设计结果的浮心纵向位置允许误差约为时，型线设计结果的

18、浮心纵向位置允许误差约为0.3L。第六章、型线设计 横剖面面积曲线；横剖面面积曲线； 设计水线和甲板边线；设计水线和甲板边线； 横剖线形状；横剖线形状； 侧面轮廓线。侧面轮廓线。控制船体型线的要素：控制船体型线的要素：6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计 横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积（横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积（），曲线下面积的丰满），曲线下面积的丰满度系数等于船的纵向棱形系数度系数等于船的纵向棱形系数CP（CP=/（AM LPP）；）； 面积形心的纵向位置相当于船的浮心纵向位置面积形心的纵向位置相当于船的浮心纵向位置XB； 丰满船的横剖面面积曲线

19、的中部有一平行段，称为船的平行中体，长度为丰满船的横剖面面积曲线的中部有一平行段，称为船的平行中体，长度为LP，平行中体前、后的两段长度分别称为进流段长平行中体前、后的两段长度分别称为进流段长 LE 和去流段长和去流段长 LR； 方形系数小的船一般都没有平行中体，最大横剖面常位于船中（方形系数小的船一般都没有平行中体，最大横剖面常位于船中（MS）之后。）之后。横剖面面积曲线的特征：横剖面面积曲线的特征：去流段长度L R进流段长度L E平行中体长度L PL P P / 2L P P / 2A i 或A i / A MX 或X / L6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计棱形系数棱形

20、系数CP 对船的剩余阻力对船的剩余阻力RR 影响很大，而对摩擦阻力影响很大，而对摩擦阻力RF 影响极影响极小。小。CP 对剩余阻力的影响主要反映在兴波阻力上，它是随船的相对速度对剩余阻力的影响主要反映在兴波阻力上，它是随船的相对速度（傅汝德数（傅汝德数Fn）而变化的。）而变化的。从阻力的影响来看，从阻力的影响来看，CM 是不重要的，因此，是不重要的，因此，CM 的选择很大程度上的选择很大程度上是考虑与是考虑与CP 的配合。的配合。 一、一、 棱形系数棱形系数CP 和中剖面系数和中剖面系数CM 的选择的选择低速船低速船（如（如Fn0.2），兴波阻力所占比例不大，），兴波阻力所占比例不大，CP 对

21、总阻力影响较小，但对总阻力影响较小，但选取较小的选取较小的CP 总还是有利的。低速船一般总还是有利的。低速船一般CB 都比较大，所以这种情况下都比较大，所以这种情况下CM 都取得很大，以利减小都取得很大，以利减小CP 。一般运输货船。一般运输货船CM 为为0.980.99，大型船甚至，大型船甚至达到达到0.995。6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计一、一、 棱形系数棱形系数CP 和中剖面系数和中剖面系数CM 的选择的选择中等航速的船中等航速的船（如（如0.2Fn0.3），随着），随着Fn的增加，船首兴波的区域逐渐的增加，船首兴波的区域逐渐扩展到船长的很大部分，此时，在一定的扩

22、展到船长的很大部分，此时，在一定的CB 下，过小的下，过小的CP 会导致船体中会导致船体中部过分凸起，从而造成更大的兴波阻力，因此部过分凸起，从而造成更大的兴波阻力，因此CP 不宜过小。不宜过小。 6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计二、二、 浮心纵向位置浮心纵向位置XB 的选择的选择浮心纵向位置浮心纵向位置XB 决定了船前后半体的相对丰满度。决定了船前后半体的相对丰满度。XB 的选择主要从的选择主要从快速性上有利的最佳浮心位置和与总布置所确定的快速性上有利的最佳浮心位置和与总布置所确定的重心纵向位置重心纵向位置相配合这二个方面来考虑。相配合这二个方面来考虑。从阻力方面看，当浮

23、心位置改变时，前体兴波阻力和后体形状阻力的相从阻力方面看，当浮心位置改变时，前体兴波阻力和后体形状阻力的相对比例发生变化。浮心位置向后移动，前体丰满度就减小，后体丰满度增大，对比例发生变化。浮心位置向后移动，前体丰满度就减小，后体丰满度增大，因而形状阻力由小变大，而兴波阻力由大变小。因此，对应于给定速度的船，因而形状阻力由小变大，而兴波阻力由大变小。因此，对应于给定速度的船，存在着一个阻力最小的最佳浮心位置。存在着一个阻力最小的最佳浮心位置。 6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计二、二、 浮心纵向位置浮心纵向位置XB 的选择的选择浮心位置的选取，还必须与重心纵向位置相配合，使船

24、有适宜的浮态。浮心位置的选取，还必须与重心纵向位置相配合，使船有适宜的浮态。当阻力上最佳的浮心位置与重心配合不当而引起不允许的纵倾时，如果在当阻力上最佳的浮心位置与重心配合不当而引起不允许的纵倾时，如果在总布置方面调整有困难，或者会造成牺牲过多时，通常是适当地损失快速总布置方面调整有困难，或者会造成牺牲过多时，通常是适当地损失快速性去兼顾布置上的适宜性。性去兼顾布置上的适宜性。XB 偏离最佳位置不大时对阻力影响较小。偏离最佳位置不大时对阻力影响较小。 6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计三、横剖面面积曲线形状的选择三、横剖面面积曲线形状的选择（1）平行中体长度和位置）平行中体长

25、度和位置在一定的在一定的 Fn范围内，船体采用适量的平行中体，无论从阻力性能方面范围内，船体采用适量的平行中体，无论从阻力性能方面还是在使用和建造方面都是有利的。还是在使用和建造方面都是有利的。6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计三、横剖面面积曲线形状的选择三、横剖面面积曲线形状的选择（1）平行中体长度和位置）平行中体长度和位置 从阻力方面看，将排水体积适当地向中部集中，采用一段平行中体，对从阻力方面看，将排水体积适当地向中部集中，采用一段平行中体，对于前体可使进流段尖瘦些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去流段的于前体可使进流段尖瘦些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去流段的船体

26、形状，有利于改善形状阻力。但是，设置太长的平行中体后，过短船体形状，有利于改善形状阻力。但是，设置太长的平行中体后，过短的进流段和去流段，会使平行中体的两端形成过硬的的进流段和去流段，会使平行中体的两端形成过硬的“前肩前肩”和和“后后肩肩”，这对阻力是不利的。，这对阻力是不利的。 在船舶的使用方面，因平行中体一段的横剖面形状完全相同，使中部的在船舶的使用方面，因平行中体一段的横剖面形状完全相同，使中部的船舱方整，便于装载货物。船舱方整，便于装载货物。 设置平行中体还简化了工艺和降低建造成本。设置平行中体还简化了工艺和降低建造成本。因此，从实用出发，平行中体长度希望取长些，但以不引起阻力性能恶因

27、此，从实用出发，平行中体长度希望取长些，但以不引起阻力性能恶化为限。化为限。6.2 横剖面面积曲线横剖面面积曲线第六章、型线设计三、横剖面面积曲线形状的选择三、横剖面面积曲线形状的选择（1）平行中体长度和位置）平行中体长度和位置航速高的船不能设置平行中体。原因是这种船一般船体已很瘦削，设置航速高的船不能设置平行中体。原因是这种船一般船体已很瘦削，设置平行中体后，平行中体和过分瘦削的首部连接处会形成凸肩，航行时产生的平行中体后，平行中体和过分瘦削的首部连接处会形成凸肩，航行时产生的肩波和严重的肩部旋涡使阻力性能恶化。肩波和严重的肩部旋涡使阻力性能恶化。Fn0.25（CB0.785两端均用直线形两

28、端均用直线形前肩曲度尽量小。前肩曲度尽量小。0.750.780.182两端均用直线形两端均用直线形前端微凹，后端直线形前端微凹，后端直线形据爱末生据爱末生(Emerson)试验试验,CP=0.70.78时前肩曲度尽量小，船首下部切去使时前肩曲度尽量小，船首下部切去使船首倾斜，对阻力有利。船首倾斜，对阻力有利。0.700.750.238前端微凹，后端直线形前端微凹，后端直线形前后端均应微凹前后端均应微凹当当Fn0.268前端以凹形为佳，不能用直线形；前端以凹形为佳，不能用直线形；后端为直线或微凹后端为直线或微凹前端为直线，后端直线或微凹均可前端为直线，后端直线或微凹均可0.23的情况。的情况。6

29、.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.1 球首球首1. 球首的作用和影响球首的作用和影响 从耐波性方面看，球首增加了纵摇阻尼，当波长大致等于船长时共从耐波性方面看，球首增加了纵摇阻尼，当波长大致等于船长时共振区内阻尼作用最大，甚至在波长较短时，球首仍有一定的阻尼作用。振区内阻尼作用最大，甚至在波长较短时，球首仍有一定的阻尼作用。但当波长大于但当波长大于1.31.5倍船长时，相对无球首的同型船纵摇振幅会增大，倍船长时，相对无球首的同型船纵摇振幅会增大，但在这样的波长时，纵摇振幅与波高之比不会很大了。但在这样的波长时，纵摇振幅与波高之比不会很大了。设置球首后对航向稳定性

30、和回转性也有一定的不利影响，影响程度设置球首后对航向稳定性和回转性也有一定的不利影响，影响程度主要看球首侧面积参数的大小。主要看球首侧面积参数的大小。 设置球首的不利因素主要是增加了建造成本和影响锚泊设备的布置。设置球首的不利因素主要是增加了建造成本和影响锚泊设备的布置。如果球首较宽、锚泊设备布置地位又较小，通常会产生收放锚时锚爪与如果球首较宽、锚泊设备布置地位又较小，通常会产生收放锚时锚爪与球首相碰的问题，解决的办法可以采用两台单侧式锚机和加大锚唇或者球首相碰的问题，解决的办法可以采用两台单侧式锚机和加大锚唇或者将锚链筒伸出船体将锚链筒伸出船体 6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第

31、六章、型线设计6.5.1 球首球首2. 球首的形状和特征参数球首的形状和特征参数 球首的形状可以变化出无数种，教材图球首的形状可以变化出无数种，教材图6.5.2是几种典型的形状。由是几种典型的形状。由于船舶本体的型线和船型参数各不相同，为使球首与本体型线配合后获于船舶本体的型线和船型参数各不相同，为使球首与本体型线配合后获得最佳的效果，从而演化出各种各样的球首形状。得最佳的效果，从而演化出各种各样的球首形状。球首的形状和大小，可以用以下六个特征值参数球首的形状和大小，可以用以下六个特征值参数dZfLLfBBffAAfAAfBZBPPPRLPRBBBPRVPRMBLBLMBdBd/高度参数长度参

32、数宽度参数体积参数侧面积参数横剖面积参数式中：式中：AM为中横剖面面积；为中横剖面面积；PR为球首体积为球首体积 6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.1 球首球首3. 球首的设计球首的设计 一般来说，球首设计主要从减小阻力方面来考虑，形状和参数的选一般来说，球首设计主要从减小阻力方面来考虑，形状和参数的选取主要取决于本体型线的特征和船型参数与航速的配合情况。通常，安取主要取决于本体型线的特征和船型参数与航速的配合情况。通常，安装在一艘船上的优良球首，若改装到另一艘船上就不一定有好的效果。装在一艘船上的优良球首，若改装到另一艘船上就不一定有好的效果。 球首设计目前

33、归纳出一套普遍适用的具体方法是困难的。通常，设球首设计目前归纳出一套普遍适用的具体方法是困难的。通常，设计球首是针对具体船型的特点，根据一些基本规律和经验，确定一个或计球首是针对具体船型的特点，根据一些基本规律和经验，确定一个或几个球首方案，通过反复的模型试验来改进球首形状并最后选择确定。几个球首方案，通过反复的模型试验来改进球首形状并最后选择确定。6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.1 球首球首3. 球首的设计球首的设计 应注意的是，以减小兴波阻力为主的球首，在某一航速和载况下选应注意的是，以减小兴波阻力为主的球首，在某一航速和载况下选定的效果优良的球首，一旦

34、航速或载况改变以后，船体的波系强度和相定的效果优良的球首，一旦航速或载况改变以后，船体的波系强度和相位都会发生变化，此时球首的效果也会发生显著变化，甚至会产生负作位都会发生变化，此时球首的效果也会发生显著变化，甚至会产生负作用，而且球首越大，负作用也越明显。用，而且球首越大，负作用也越明显。 就一般情况而言，对于快速船，球首的主要作用是产生一个有利干就一般情况而言，对于快速船，球首的主要作用是产生一个有利干扰的波系，球首的长度参数主要影响球首波系的相位，而首垂线处的横扰的波系，球首的长度参数主要影响球首波系的相位，而首垂线处的横剖面积参数剖面积参数 fBd 和体积参数和体积参数 fVPR 决定

35、了球首波系的强度。航速越高，兴决定了球首波系的强度。航速越高，兴波阻力越大，设置产生强波系的球首效果越明显。波阻力越大，设置产生强波系的球首效果越明显。6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.1 球首球首3. 球首的设计球首的设计 对于低速肥大船型，球首参数的选择主要根据本体型线的特征，使对于低速肥大船型，球首参数的选择主要根据本体型线的特征，使设置的球首能最有效地改善船首流场。对于破波阻力大的船（肥大船随设置的球首能最有效地改善船首流场。对于破波阻力大的船（肥大船随Fn增大后破波阻力增加增大后破波阻力增加迅速迅速），球首长度参数适当取大些更有利。），球首长度参数适

36、当取大些更有利。选择球首形状考虑的因素，一是在几何上与本体型线应有合理的配选择球首形状考虑的因素，一是在几何上与本体型线应有合理的配合。例如合。例如V形和形和SV形球首与前体形球首与前体V形的横剖型线比较容易相配合。而圆形的横剖型线比较容易相配合。而圆形，水滴形和梨形的球首与前体形，水滴形和梨形的球首与前体U形横剖线较易相配合。但是，几何形形横剖线较易相配合。但是，几何形状上配合适宜的球首是否能获得良好的效果，还需进一步证实。二是从状上配合适宜的球首是否能获得良好的效果，还需进一步证实。二是从减阻机理以及对性能的影响来考虑球首的形状。减阻机理以及对性能的影响来考虑球首的形状。6.5 特殊的首尾

37、型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.1 球首球首3. 球首的设计球首的设计 6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首X bow6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首STX OSV6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首AX bow6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首Beak bow6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.2 其

38、他特殊船首其他特殊船首Leadge bow6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.3 特殊的船尾型线特殊的船尾型线 船尾型线考虑的因素比船首复杂的多，从改善螺旋桨伴流，提高推船尾型线考虑的因素比船首复杂的多，从改善螺旋桨伴流，提高推进效率方面考虑和减小阻力常常是矛盾的，因此，就快速性而言，有些进效率方面考虑和减小阻力常常是矛盾的，因此，就快速性而言，有些特殊船尾的效果并不显著。但是，现代船舶的大型化和快速化，使单轴特殊船尾的效果并不显著。但是，现代船舶的大型化和快速化，使单轴的功率增加很多，螺旋桨的效率，尤其是螺旋桨空泡和激振力的问题日的功率增加很多，螺旋桨的效率，

39、尤其是螺旋桨空泡和激振力的问题日益突出，特殊的船尾型线因而被人们重视。益突出，特殊的船尾型线因而被人们重视。现代船舶采用特殊船尾型线，其目的主要是改善螺旋桨来流的状态，现代船舶采用特殊船尾型线，其目的主要是改善螺旋桨来流的状态，从而提高推进效率和减小激振力。从而提高推进效率和减小激振力。6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.3 特殊的船尾型线特殊的船尾型线 最早提出球尾的设想，是希望在阻力上优于最早提出球尾的设想，是希望在阻力上优于V形剖面，在推进上优于形剖面，在推进上优于U形剖面，但这设想没有成功。许多的试验研究表明，在阻力上球尾没有形剖面，但这设想没有成功。许

40、多的试验研究表明，在阻力上球尾没有优势，甚至差于优势，甚至差于U形剖面，但球尾船的伴流最均匀，对提高推进效率有明形剖面，但球尾船的伴流最均匀，对提高推进效率有明显的效果。由于球尾伴流均匀，对减小螺旋桨激振力是很有效的。显的效果。由于球尾伴流均匀，对减小螺旋桨激振力是很有效的。1. 球尾球尾 6.5 特殊的首尾型线介绍特殊的首尾型线介绍第六章、型线设计6.5.3 特殊的船尾型线特殊的船尾型线不对称尾是为了减少船尾水流分离，并使进入螺旋桨的水流产生一个不对称尾是为了减少船尾水流分离，并使进入螺旋桨的水流产生一个与螺旋桨转向相反的预旋，从而提高推进效率，减少主机功率。与螺旋桨转向相反的预旋，从而提高推进效率，减少主机功率。2.