课件第五章船舶主要要素的选定

1、第五章第五章 船舶主要要素的选定船舶主要要素的选定2本章学习重点u船舶排水量的估算船舶排水量的估算u船舶主尺度的估算船舶主尺度的估算u船型系数的估算船型系数的估算3第一节节 概概 述 船舶主要要素及其重要性定定义义 船舶的排水量、主要尺度以及船型船舶的排水量、主要尺度以及船型系系数统称为数统称为船舶主要要素。船舶主要要素。重要性重要性 1 1、描述船舶几何形、描述船舶几何形状状的最基本的特征的最基本的特征数数据据 2 2、对对船舶的船舶的经济经济性能有重大影性能有重大影响响 3 3、对对船舶的船舶的设计质设计质量起量起决决定性的作用定性的作用4一、确定船舶主要要素应满应满足的基本要求满足浮力要

2、求满足浮力要求满足容量要求满足容量要求满足新船的各项技术性能满足新船的各项技术性能满足用船部门对新船的使用要求满足用船部门对新船的使用要求满足客观条件对新船主要要素的限制满足客观条件对新船主要要素的限制努力提高新船的经济性努力提高新船的经济性5二、确定船舶主要要素的特点确定船舶确定船舶主要要素主要要素的特点的特点2.求解的灵求解的灵活性与多活性与多解性解性1.问题的综问题的综合性合性3.求解过程求解过程逐步近似逐步近似6三、确定船舶主要要素的一般步骤骤12465任务书分析调查研究估取第一近似值 性能校核 绘图核算 3确立设计指导思想7主尺度选优7第二节节 选选取主要要素的综综合分析一、选取船长

3、一、选取船长L L时的综合分析时的综合分析u主尺度限制主尺度限制 船闸、码头、船台、船坞、内河弯道等船闸、码头、船台、船坞、内河弯道等u浮力浮力 船的浮力排水量船的浮力排水量u快速性快速性 船长对船舶阻力的影响船长对船舶阻力的影响u总布置总布置 舱容及甲板面积舱容及甲板面积u经济性经济性 船体钢料重量及空船重量的影响船体钢料重量及空船重量的影响u耐波性耐波性 船舶纵摇及升沉运动的影响船舶纵摇及升沉运动的影响u操纵性操纵性 船舶航向稳定性及回转性的影响船舶航向稳定性及回转性的影响u抗沉性抗沉性 船舶可浸长度的影响船舶可浸长度的影响8二、选选取船宽时宽时的综综合分析 主尺度限制 船宽受到航线上船闸

4、门宽、桥孔宽及船台、船坞宽度限制船宽受到航线上船闸门宽、桥孔宽及船台、船坞宽度限制 稳性与横摇 船宽对稳性的影响最大船宽对稳性的影响最大 总布置 载重型船，增大船宽，舱容增大，可加大货舱口宽度，有载重型船，增大船宽，舱容增大，可加大货舱口宽度，有利于总布置：布置地位船，依据总布置初选船宽利于总布置：布置地位船，依据总布置初选船宽 浮力和经济性 问题问题：选取船宽时，与船长选取之间的矛盾性：选取船宽时，与船长选取之间的矛盾性 快速性为为什么么？9三、选选取型深时时的综综合分析Title增加型深，提高船增加型深，提高船舶重心，对稳性不舶重心，对稳性不利利增大型深，有利于增大型深，有利于总纵强度及刚

5、度。总纵强度及刚度。对于大船有利于经对于大船有利于经济性；对于小船不济性；对于小船不利于经济性。利于经济性。载重型船载重型船-舱容舱容 布置地位型船布置地位型船-主体主体 内的布置要求内的布置要求小型船舶小型船舶-机舱高度机舱高度增加型深，可增加增加型深，可增加船的干舷船的干舷10四、选选取设计设计吃水时时的综综合分析快速性与经济性快速性与经济性增大吃水可减轻船体重增大吃水可减轻船体重量，降低船价减小船舶量，降低船价减小船舶阻力，提高推进效率，阻力，提高推进效率，改善快速性改善快速性浮力浮力 增加吃水对增大浮力最方增加吃水对增大浮力最方便、最有效便、最有效主尺度限制主尺度限制受航道与港口水受航

6、道与港口水深的限制，需有深的限制，需有富裕水深富裕水深11五、选选取方形系数时数时的综综合分析浮力浮力快速性与耐波性快速性与耐波性经济性经济性方形系数是联系船舶排水量与主尺度的纽带，方形系数是联系船舶排水量与主尺度的纽带，当主尺度不变，改变方形系数可方便的调整浮力当主尺度不变，改变方形系数可方便的调整浮力减小方形系数可降低船舶的剩余阻力，减小方形系数可降低船舶的剩余阻力，同时可减缓船在波浪中的纵摇升沉运动，同时可减缓船在波浪中的纵摇升沉运动，并可显著的改善快速性及耐波性并可显著的改善快速性及耐波性适当增大方形系数可降低船舶适当增大方形系数可降低船舶重量及船价，提高船舶经济性重量及船价，提高船舶

7、经济性总布置总布置增大方形系数有利于增大货舱舱容，增大方形系数有利于增大货舱舱容，也有利于机舱和船端舱室的布置与建造也有利于机舱和船端舱室的布置与建造12第三节节 载载重型船主尺度的确定一、船舶船舶类类型型划划分分船舶种类船舶种类定义定义主要矛盾主要矛盾入手之处入手之处典型船型典型船型载重型船载重型船载重量与排水载重量与排水量比值较大，量比值较大，较稳定的船舶较稳定的船舶载重量载重量重力与浮力平重力与浮力平衡衡油船、散货船油船、散货船及杂货船及杂货船布置地位型船布置地位型船为了布置各种为了布置各种用途的舱室需用途的舱室需要较大舱容或要较大舱容或甲板面积的船甲板面积的船舶舶船舶容量船舶容量总布置

8、总布置客船、科学考客船、科学考察船、集装箱察船、集装箱船和载驳船船和载驳船13二、排水量估算 载载重量系数数法及诺诺曼系数数法一、载重量系数法一、载重量系数法常用于载重型船第一次估算常用于载重型船第一次估算 （载重量系数）的物理意义是：船的载重量（载重量系数）的物理意义是：船的载重量占排水量的百分数占排水量的百分数 的变化规律是，对于载重量大的船，的变化规律是，对于载重量大的船， 要要大些大些 dwDW dwdwdw14常见船舶载重量系数的大致范围常见船舶载重量系数的大致范围中小型货船中小型货船0.700.57中小型客船中小型客船0.500.30大型货船大型货船0.730.63大型客船大型客船

9、0.550.40中小型油船中小型油船0.650.50拖船拖船0.150.05大型油船大型油船0.850.65渔船渔船0.400.30驳船驳船0.800.7015二、诺曼系数法二、诺曼系数法 运用条件运用条件：具有相近的母型船且新船载重：具有相近的母型船且新船载重量与母型船相差不大量与母型船相差不大 诺曼系数的由来诺曼系数的由来16式中式中NN诺曼系数诺曼系数新船重量即为：新船重量即为：17对诺曼系数的简要分析对诺曼系数的简要分析物理意物理意义义 表示载重量增加表示载重量增加1t1t时船舶排水量的增量时船舶排水量的增量数值特点数值特点1 1、恒有、恒有N1,N1,即如果载重量增加即如果载重量增加

10、1t,1t,则排水量则排水量必须增加必须增加1t1t以上以上2 2、N N大小随船型而异，载重型船的较小，布大小随船型而异，载重型船的较小，布置型船的较大置型船的较大3 3、N N的大小随所改变的主尺度而异的大小随所改变的主尺度而异18三、主尺度初选三、主尺度初选p按母型船比例换算按母型船比例换算 前提：前提：设计船与母型船航速、载重量差别不大，设计船与母型船航速、载重量差别不大，并假定二者的方形系数相同并假定二者的方形系数相同船长、型宽、吃水的估算船长、型宽、吃水的估算 19型深的估算型深的估算20型深根据货舱容量方程式进行估算型深根据货舱容量方程式进行估算21四、技术性能校核与主尺度调整四

11、、技术性能校核与主尺度调整重量校核重量校核舱容及最小干舷校核舱容及最小干舷校核稳性及横摇周期校核稳性及横摇周期校核航速校核航速校核22第四节第四节 布置地位型船主尺度的确定布置地位型船主尺度的确定u 布置地位型船的主尺度主要取决于所需的布置地位型船的主尺度主要取决于所需的船主题容积及上层建筑甲板面积船主题容积及上层建筑甲板面积u确定思路确定思路从布置上所需地位入手从布置上所需地位入手L L、B B、D D船舶六大性能船舶六大性能合理的主尺度合理的主尺度23以集装箱为例确定布置型船的主尺度以集装箱为例确定布置型船的主尺度箱型箱型高高/mm/mm 宽宽/mm/mm 长长/mm/mm最小内部容积最小

12、内部容积限定最大重量限定最大重量/kg/kg1AA1AA2591259124382438121921219264.864.830480304801A1A2438243824382438121921219260.560.530480304801CC1CC25912591243824386058605831.731.720320203201C1C24382438243824386058605829.629.62032020320标准集装箱标准集装箱24一、按布置要求初选主尺度一、按布置要求初选主尺度确定新船装箱的行、列、层数确定新船装箱的行、列、层数 调查研究与新船相近的实船的有关资料调查研究与新

13、船相近的实船的有关资料选船长选船长选船宽选船宽 新船装箱的列数新船装箱的列数选型深选型深 双层底高、舱内箱层数及舱口围板高度双层底高、舱内箱层数及舱口围板高度25二、排水量的估算二、排水量的估算估算空船重量估算空船重量估算载重量估算载重量估算新船排水量估算新船排水量三、方形系数的确定三、方形系数的确定 根据重力与浮力平衡的浮性方程式进行计算根据重力与浮力平衡的浮性方程式进行计算四、技术性能校核四、技术性能校核主要指初稳性和航速校核主要指初稳性和航速校核型线草图和总型线草图和总布置草图怎样布置草图怎样得来得来26第五节第五节 主尺度优化主尺度优化一、基本概念一、基本概念设计船的主尺度要满足相关要求及各种因设计船的主尺度要满足相关要求及各种因素的制约，这些要求与限制统称为素的制约，这些要求与限制统称为主尺度主尺度的约束条件的约束条件满足约束条件的船型方案，称为满足约束条件的船型方案，称为可行方案可行方案新船主尺度在某一范围内的取值能满足约新船主尺度在某一范围内的取值