《船舶原理I》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称船舶原理I课程代码082903101255课程属性专业知识课时/学分80/5课程性质必修实践学时0责任教师 课外学时0课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：船舶原理是以流体力学为基础探讨船舶航行性能的一门科学，主要包括船舶的浮性、稳性、抗沉性、快速性（船舶阻力和推进）、耐波性和操纵性，其中前三种性能合称船舶静力学，而后三种性能合称船舶动力学。船舶原理中所讨论的问题是船舶设计、建造、营运乃至新船型研发所需要的专门基础知识。本课程船舶原理I主要讲授船舶静力学和阻力，在船舶静力学中

2、，主要讨论船舶的浮性、初稳性和大倾角稳性、抗沉性等；在船舶阻力中，依次讨论阻力（主要包括摩擦阻力、兴波阻力、粘压阻力）的成因、主要特性、确定方法和减小途径，对阻力相似定律、船模阻力试验、船型对阻力的影响等重要问题也要进行讲授。通过本课程的学习，可以使学生初步具有从事本专业实际工作和研究工作的能力，并为船舶设计奠定重要的理论基础。2.设计思路：本课程是船舶与海洋工程专业的主干课程之一，包含内容较为广泛，且具有很强的实践性，计算工作量大，学生除了根据基本理论进行较多的手工计算之外，还应进行一定的大型作业和试验数据分析处理工作；本课程的教学中也应注意贯彻加强实践能力和创新精神的培养。其中，船舶静力学

3、方面的内容主要包括六个模块，船舶阻力方面的内容主要包括八个模块：1）船舶静力学（1）船体形状及近似计算主要介绍船体形状的定义和表示方法，即船体主要要素的定义及船体外形的图形表示方法；由于船体形状难以直接用数学解析式表达和计算，还要介绍船体计算中常用的近似计算方法。（2）浮性主要讲授船舶在静水中的平衡条件、各种浮态，以及各种浮态下的排水体积和浮心位置的计算方法等。（3）初稳性讲授船舶初稳性公式、稳性高的计算方法和表征船舶在静止正浮状态下浮性和稳性随吃水变化的综合性曲线图静水力曲线图，对影响船舶初稳性的各种因素也要进行详细介绍。（4）大倾角稳性主要讲授静稳性曲线的计算原理和方法，船舶在静力作用下的

4、静稳性和动力作用下的动稳性问题以及稳性的衡准，进而校核船舶在各种装载情况下的稳性，此外还要简要介绍船体几何要素对稳性的影响。（5）抗沉性主要包括船舶在一舱或数舱进水后的浮性和稳性计算，抗沉性中可浸长度的计算，以及客船和货船分舱和破舱稳性的计算。2）船舶阻力（1）总论主要讲授船舶快速性的概念、船舶阻力的成因和分类，以及阻力相似定律。（2）粘性阻力讲授粘性阻力（摩擦阻力和粘压阻力）的成因、特征以及计算和处理方法，对粘性阻力的理论计算也做简要介绍。（3）兴波阻力针对兴波阻力问题，介绍船行波的形成、兴波阻力的特性及其与船型的关系，对确定兴波阻力和减小兴波阻力的方法也作简要介绍。（4）附加阻力讲授附加阻

5、力（附体阻力、空气阻力、汹涛阻力）的确定方法及设计时应注意的事项。（5）船模阻力试验主要讲授船舶阻力试验的目的、设备，船舶和实船阻力的换算方法等。（6）船型对阻力的影响主要讲授船型（船体主尺度、主要船型系数、横剖面面积曲线形状、满载水线形状、首尾端形状）对阻力的影响。（7）阻力的近似估算方法讲授阻力近似估算的三种方法：根据船模系列试验资料估算阻力、根据经验公式估算阻力、根据母型船数据估算阻力。（8）船在限制航道中的阻力主要讲授浅水和狭窄水道对阻力的影响，以及确定浅水阻力的方法。3. 课程与其他课程的关系本课程包含内容较为广泛，涉及专业知识较多，先修课程主要有：流体力学、船体制图；本课程的学习可

6、以为后续课程船舶设计基础奠定理论基础。二、课程目标船舶原理是一门综合性和实践性很强的专业必修主干课。通过本课程船舶原理I的学习，可以培养学生以流体力学为基础，分析和解决船舶航行性能（浮性、稳性、抗沉性、阻力性能）中有关问题的方法，使学生初步具备从事本专业设计工作和研究工作的理论基础。（1）掌握船舶浮性、稳性、抗沉性的基本概念和计算方法；（2）理解船舶粘性阻力和兴波阻力的概念和计算方法，以及船模阻力试验中船模和实船阻力的换算方法。（3）了解船舶相关法规和规范中的相关内容。三、学习要求作为从事船舶与海洋工程专业的工程师，在校期间不仅要有扎实的理论基础知识，而且还应培养利用理论知识解决实际问题的思想

7、和能力，做到理论联系实践，实践检验理论。要达到以上学习要求，学生应做到以下几点：（1）按时上课，上课认真听讲，积极参与老师提问和课堂讨论。由于本课程理论性和实践性都很强，教学内容中有大量的理论公式推导和计算分析。（2）本课程还包含较多的课下小作业和一个船模阻力试验数据换算的大作业，学生通过认真完成课下作业才能加深对理论知识的理解。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1船体形状及近似计算4主尺度、船形系数和尺度比，船体型线图，船体计算的数值积分法2浮性10船舶重量和重心位置的计算，排水量和浮心位置的计算，船舶在纵倾状态下排水体积和浮心位置的计算，船舶在纵倾和横倾状态下排水体积和浮心位置的

8、计算，水的密度改变时船舶浮态的变化3初稳性10浮心的移动和稳心及稳心半径，初稳性公式和稳性高，船舶静水力曲线图，重量移动对船舶浮态及初稳性的影响，装卸载荷对船舶浮态及初稳性的影响，自由液面对船舶初稳性的影响，悬挂重量对船舶初稳性的影响，船舶进坞及搁浅时的稳性，船舶在各种装卸情况下浮态及初稳性的计算4大倾角稳性10船舶静稳性曲线的变排水量计算法，船舶静稳性曲线的等排水量计算法，上层建筑及自由液面对静稳性曲线的影响，静稳性曲线的特征，动稳性，船舶在各种装卸情况下的稳性校核计算，极限（许用）重心高度曲线，船体几何要素等对稳性的影响，移动式钻井平台稳性概述5抗沉性6进水舱的分类及渗透率，舱室进水后船舶

9、浮态及稳性的计算，可浸长度的计算，分舱因数及许用舱长，客船分舱和破舱稳性计算，货船分舱和破舱稳性计算，船舶分舱和破舱稳性的有关公约和规则6船舶阻力概述2船舶快速性的概念，船舶阻力的成因及分类，阻力相似定律7粘性阻力8边界层和摩擦阻力，平板摩擦阻力系数计算公式，船体表面弯曲度对摩擦阻力的影响，船体表面粗糙度对摩擦阻力的影响，减小摩擦阻力的方法，船体摩擦阻力的计算步骤，粘压阻力的成因及特性，船舶粘性阻力理论计算概述8兴波阻力8船行波的形成和凯尔文波系，船的首尾波系及其干扰，兴波阻力特性，兴波阻力与船型关系及干扰预测，确定兴波阻力的方法，减小兴波阻力的方法，破波阻力9附加阻力2附加阻力，空气阻力，波

10、浪中的阻力增值10船模阻力试验6船模阻力试验的目的、试验设备概述，船模和实船的阻力换算，几何相似船模组试验，船模阻力数据表达法11船型对阻力的影响6船型对阻力影响的基本概念，船体主尺度的影响，主要船型系数的影响，横剖面面积曲线形状的影响，满载水线形状的影响，首尾端形状的影响12阻力近似估算方法6根据船模系列试验资料估算阻力，根据经验公式估算，根据母型船数据估算13船在限制航道中的阻力2浅水对阻力的影响，狭水道对阻力的影响，确定浅水阻力的方法五、参考教材与主要参考书盛振邦，刘应中. 船舶原理（上）. 上海：上海交通大学出版社，2003杨槱，刘静. 船舶静力学. 北京：北京科学教育出版社，1963邵世明，赵连恩，朱念昌. 船舶阻力. 北京：国防工业出版社，1995刘应中. 船舶兴波阻力理论. 北京：国防工业出版社，2003中国船级社. 钢质海船入级规范（2015）. 北京：人民交通出版社，2015六、成绩评定（一）考核方式 A.闭卷考试 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩