上海交通大学 船舶与海洋工程导论复习

1、船舶与海洋工程导论一、海洋环境海风：风级：无风、软风、轻风、微风、和风、劲风、强风、疾风、大风、烈风、狂风、 暴风、飓风台风：超强台风（SuperTY）：也即16级或以上。强台风（STY）：也即14-15级。台风（TY）：也即12-13级。强热带风暴（STS）:也即风力10-11级。热带风暴（TS）:也即风力8-9级。热带低压（TD）:也即风力为6-7级。浪成因：海浪主要指表层海水受外力影响而发生的起伏现象风引起的风浪，由日月吸引力的改变而产生的潮汐，由海底火山或地震活动而产生的地震波由船的运动而引起的船波等。海浪的分类；浪级：分类:表面张力波、短周期重力波、重力波、长周期重力波、长周期波、潮

2、汐 波浪级：无浪、微浪、小浪、轻浪、中浪、大浪、巨浪、狂狼、狂涛、怒涛海流：海流是海洋中的水团在天文、水文、气象等因素或重力作用下沿某一定方向稳定地 流动的现象。海流在近海岸和接近海底处的表现和在开阔海洋上有很大的差别。世界上大洋表层 的海流环流形式，基本上取决于地球上的大气环流形式，并受海陆分布制约。海流的分类根据起因，由风引起的海流称为风海流或漂流，由温盐分布变化引起的称为热 盐环流，根据不同受力划分为地转流与惯性流等根据流动区域划分为陆架流，赤道流，东西边界流等根据与周围流经海水的温度差异划分为暖流与寒流等潮汐潮汐是海水在太阳、月球起潮力（或引潮力）的作用下形成的一种周期性涨落 运动。起

3、潮力的大小与太阳、月球的质量成正比，而与太阳、月球至地心距离 的三次方成反比。月球起潮力为太阳的2.25倍。潮汐周期，涨潮，落潮，潮差。大洋中潮差不大，近陆海区潮差较大，但受地形的影响，潮差在各处不相同。二、船舶工程1.国防安全海洋国土资源的争夺日趋激烈海上生命线的保护迫在眉睫我国石油进口量的80%通过马六甲海峡运输，马六甲海峡是我国海上石油生命 线台湾海峡安全局势中日关系需要一支强大的拥有高科技装备的海上武装力量船舶分类：按用途：民用船舶；军用船舶民用：运输船、工程船、渔业船、工作船和海洋开发船等军用船舶：航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、快艇、核潜艇等按航行状态：排水型船舶、滑行艇、水翼艇

4、、气垫船和地效应船按推进动力：非机动船舶、机动船舶按机舱部位：尾机型船、中机型船、中尾机型船等按船主体数目：单体船、双体船、SWATH按推进器：螺旋桨型船、喷水推进船、吹气推进船，单桨船、双桨船和多桨船按照船体材料：钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥船、玻璃钢船、橡皮艇和 混合结构船按照主体连续甲板的层数：单甲板船、双甲板船和多甲板船。运输船按功能分类：货船：杂货船、散货船、集装箱船、滚装船、载驳船、液货(油船，液 化化学品船，液化气体船，冷藏船)客船及客货船驳船渡船按生产制造分类：主力船型：散货船、集装箱船、油船高附加值船型：液化天然气船、豪华邮轮、集装箱船散货船分类：有单壳和双壳之分。按照载

5、重量：5 7 10 17方便型(handymax)约5万吨以内；巴拿马型(panamax)约7万吨，船宽限制在32.26m以内；苏伊士型(suezmax)约10万吨；好望角型(capsize)约17万吨以上集装箱的尺寸：遵循ISO标准通常使用8ftx8ftx20ft和8ftx8ftx40ft两种。20ft厂的 箱子简称 TEU (twenty equivalent unit)。(10000teu 已有)油轮分类按照载重量可分为方便型(handymax)，载重量约5万吨巴拿马型(panamax)，载重量在7万吨阿芙拉型油船(aframac tanker ),载重量在8-10万吨，“运费型船”或“

6、美 国油轮船”苏伊士型(suezsize)，载重量在10万吨左右大型原油船(Very large crude carrier, VLCC，载重量在15万吨以上f）超大型原油船（Ultra large crude carrier,ULCC,载重量在20万吨以上按照货物：原油船和成品油船，通常成品油船也可用于化学品，故有时也叫作 化学品船，成品油船的吨位小于原油船。LNG 船 LPGi. LNG：球冠型（moss type）和薄膜型（membrane），目前薄膜型是发展趋势。球冠 型通常有5个球冠（后来4个球冠的也已经出现），每个球冠内为球型的压力 容器；薄膜型的LNG的货舱为近似的规则长方形，故

7、空间利用效率更高，为 全冷式，通过低温将天然气液化。工程船：挖泥船、运泥船、布缆船、起重船、 船舶主要要素与基本性能主尺度LOA :总长LPP:垂线间长LWL:水线长B:型宽D:型深T:吃水F:干舷各种系数船舶组成El外板I船体骨架甲板I船楼i甲板室船舶技术性能浮性a）船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面保持平衡位置的能力。b）船舶的浮态可以用吃水d、横倾角祖、纵倾角。三个参数表示。c）船舶在正常情况下，通常应处于正浮状态或者稍有尾倾状态。稳性船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行恢复到原来 平衡位置的能力抗沉性船破损浸水后仍能保持不致于沉没和倾覆的能力。快速性船舶在静水中消

8、耗主机一定的功率而能达到较高航速的特性，它是由船舶阻力 与船舶推进两方面综合确定的。耐波性船舶在风浪中遭受外力扰动而产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速、飞车 和波浪弯矩等，仍能维持一定航速在水面上安全航行的性能。船的摇荡横摇-船舶绕纵轴的往复摇动纵摇-船舶绕横轴的往复摇动首摇-船舶绕垂直轴的往复摇动垂荡-船舶沿垂直轴的上下往复运动，又称升沉横荡-船舶沿横轴的左右往复运动纵荡-船舶沿纵轴的前后往复运动常用于横摇的减摇装置有：觥龙骨减摇水舱防摇鳍回转仪减摇装置操纵性船舶能保持或改变航向、航速、位置的性能，即船舶按驾驶员的指令要求改变或保持其运动状态的性能航向稳定性：指船舶能自动保持初始航向的性能

9、，包括动态稳定性和静态 稳定性。回转性：船舶在操舵后绕瞬时回转中心作圆弧运动的性能，即指船舶能灵 敏回转的性能。应舵性“船舶在操舵后最终进入定常回转之前的运动响应特性称为应舵性， 它包括转首性与跟从性。转首性 表示单位舵角引起的首向角变化快慢。平时，船员希望“来舵”快，就是指转首性好。跟从性指船舶进入新的稳定运动状态的快慢。直线稳定性好的 船，其跟从性一般也好。四、船舶设备推进器分类螺旋桨：普通螺旋桨、可调螺距螺旋桨、导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨等其他推进器还包括：风帆、明轮、直叶推进器、喷水推进器等船舶主机为舰船正常航行提供所需的推进动力主机主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动

10、力装置等五类。船舶辅机为舰船提供除推进动力以外的各种能量(电能、热能等)，以保证船舶航行和生活需要锚泊设备i.组成：锚、锚链、锚机、制链器、锚链筒、导链滚轮、锚链管、锚链舱、弃锚ii.作用:a)b)c)停泊用锚：船舶停泊时抵抗风浪流作用力正常操作用锚：靠岸时控制速度、帮助掉头等 应急操作用锚：避免或减小碰撞、搁浅损失等5.起重设备i. 分类a）按动力源：电动式和液压式b）按构造：桥架型和壁架型c）按运移方式：固定式和行走式d）按回转能力：全回转型、非全回转型和非回转型船舶下水重力式下水：预先在坡道上涂上润滑剂或放上滚木、钢珠等，利用船舶自身重 力顺着坡道下水漂浮式下水（船坞下水）：将水注入船坞

11、，船舶依靠浮力浮起。当船坞内外的 水面平起时，打开坞门，将船开出船坞。五、海洋工程1.海洋资源3 海洋生物资源海洋空间资源海水资源海底矿藏资源海洋能源i. 海洋能源a）风能b）波浪能c）潮汐d）海流e）盐差f）温差海上油气开发世界产油区a）北海b）墨西哥湾c）巴西campos盆地d）西非e）中国渤海f）中国黄海中国产油区a）渤海湾b）东海c）南海：第二个波斯湾；荔湾3-1大型深海气田海洋权益i.概念：内水、领海、专属经济区、公海石油公司壳牌（荷兰）、BP （英国）、EXXON MOBIL （美国）、康菲（美国）、雪佛龙（美 国）、道达尔（TOTAL）（法国）、瑞典国家石油公司（STATOIL）

12、、巴西国家石油 公司（PETROBRAS）中石油、中石化、中海油六、海洋平台固定式平台固定式导管架（桩基式）平台（Jacket Platform）重力式（混凝土式）平台（Concrete Platform）坐底式平台（Bottom-supported Platform）自升式平台（Jack-up Platform）浮式平台顺应塔平台（CT）a） 300-600m张力腿平台（TLP）a） 600-1200半潜式平台（SEMI）a） 80-3000单柱式平台（SPAR）a） 550-3000v.浮式生产储油轮（FPSO）a）单点系泊系统（1）塔架式软刚臂系泊系统（Tower Yoke）（2）单锚腿

13、浮筒系泊系统（SALM Buoy）（3）悬锚腿浮筒系泊系统（CALM Buoy）（4）转塔式系泊系统（Turret Mooring System）1）内转塔式 Intermal Turret2）外转塔式 External Turret3.干井口：i. 顺应式CTii. 张力腿TLPSPAR4.湿井口FPSOSEMISPAR七、甲板平台的安装技术1.分类靠岸栖装（TLPSEMI）a）直接安装b）组块安装海上安装（SPARJACKET）a）分块吊装b）组块安装浮吊法通过起重设备将平台上部组块整体吊起后释放，准确落到平台下部基 座上。浮托法使用运输驳船运输上部结构到安装位置，定位对准后，使用驳船的升 降设施，将上部模块的质量缓慢转移到下部结构上。比较浮吊法浮托法起重能力目前最大的起重船起重能力大约14,000 tons普通的单船浮托能力可超过 30,000 tons使用条件受大型起重船数量的限制，档期排的非常长普通的驳船安装浮托 装备后都可以完成使用成本大型起重船的租金非常昂贵，成本较低抗风浪能力驳型作业有义波高在1.5m以内，半潜式作业 有义波高在3m以内作业海况有义波高一般在1.5m以内其他限制半潜式对海域水深有限制受平台类型、下部基础 尺寸的限制八、 潜水器三类最重要的潜水器载人潜水器(Human occupied vehicle,简称 HOV)有缆遥控水下