船舶设计原理简答题

1、进行完工设计的必要性，船舶设计的基本要求新船建成后，实际情况往往不可避免地会与原来的设计有所出入。例如初步设计时，重量重 心是估算的；建造时型线的修改、布局的局部变动；设备的变换和材料的代用。从而使传播 的重量重心、布置、结构以及性能等方面发生变化，因此要完工设计。船舶设计的基本要求：适用经济，安全可靠，先进环保空船质量估算方法及影响钢料重量的因素估算方法：载重量系数法，百分数法，分项估算法重量因素：主尺度及方形系数，布置特征，使用要求，其他因素影响货仓舱容量的因素有哪些，为什么说增加型深D是增大货舱容积最有效的措施？ 影响货舱容量的因素：增加船长，增大舱容，但也相应增加船体钢料提高造价；增加

2、船宽虽 然能增加舱容，但对稳性有较大影响；缩小If、1a及hd似乎能增加舱容，但规范对其有一 定规定，且首尾尖瘦，对Vc影响不大；最大限度缩短1m是提高船舶经济性的措施之一；增 加D和D/T是增大货舱容积最有效的措施。因为对大船来说，增大D对强度有利，对钢料 影响不大。当然D增大，船的重心升高，受风面积加大对稳性有影响，但一般比较好解决。设置压载水舱的必要性及其考虑空载返航过程中，由于油水和备品的消耗，船舶重心提高，导致初稳性高度降低;空载返航 时，吃水太小，桨叶不能充分浸在水中，螺旋桨推进效率和推力就会减小，且由于桨叶交替 变化而引起的桨叶严重震动；空载时，首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍打

3、和抨击，以致 损坏首部结构；同时极度的尾倾会缩小驾驶视野，在横向风浪中给操舵增加困难。5.6 试根据海军系数公式来推断排水量增加0 时，主机功率需要增加S P/P及0 /的 关系C=A A2/3VA3P=A A2/3VA3PC6 p=2/3(A A2/3)*VA3 6 =2/3 b P PC p=2/3 6 稳性高度满足上下限的必要性初稳性高下限是从保证安全和使用要求来考虑的，其最低限度必须满足法规对各种装载情况 初稳性高的要求。初稳性过低的船在不大的横倾力矩作用下就会发生较大的横倾且回复缓 慢。此外当波峰处于船中时，初稳性高会下降，特别是当波长接近船长，首尾型线呈V型 时，其下降数值较大，从

4、使用要求看也需要保证一定的初稳性高。初稳性上限是从横摇缓和方面来考虑的。初稳性高越大，船的横摇周期越短，横摇加速度越 大，对船舶安全不利，并使船上作业困难，设备易产生故障，货物受损。因此设计中对初稳 性高的控制要求保证在初稳性高下限的条件下力求使横摇周期长一点，横摇运动缓和些。总体设计方案构思的任务分析设计任务书，明确设计要求；分析同类型船的资料，明确各个设计参数可能的选择范围， 设立初步方案；估算分析主要技术和经济指标，考虑解决可能存在的主要矛盾。试分析说明：对载重型船舶，从浮力的要求考虑，适当增加吃水而减小其他尺度，对快速 性和减轻空船重量可能有利从浮性方程得，T增大，L,B和方形系数可适

5、当减小。对快速性的分析：载重型船多为中低速船，总阻力随船长减小而降低；B/T的减小，可减 小排水量在水面的分布，降低兴波阻力和摩擦阻力；T增加有利于提高推进效率；方形系数 的减小，对降低剩余阻力有利。对空船重量分析：载重型船舶钢料占空船重量的大部分，减小L,B对降低钢料重量有利；T 仅对船体局部强度有影响，增加T对钢料的影响很小；在排水量不变的情况下，其舾装重 量随L,B,T的变化有增有减，总影响不大。确定主要要素应满足哪些约束条件满足重力与浮力相平衡条件;设计船所需的容量和建筑地位;满足设计船各项技术性能要求； 满足航线环境和建造修理对主要要素的限制；满足用船部门对设计船的使用要求；优良的经

6、 济性能。在确定主要要素时，船长L，型宽B，型深D，吃水T分别考虑哪些方面？船长：使用条件和控制条件的限制，总布置的要求，快速性，操纵性，耐波性，抗沉性，重 量和造价，满足浮性方程。型宽：航道条件和建造修理条件，排水量，总布置，快速性，稳性，耐波性。型深：型深对稳性的影响；型深对容量、布置、及使用性能的影响；型深对总强度及造价的 影响；型深对其他性能的影响。吃水：航道及港口水深，快速性，其他性能。阐述确定新船主要要素的一般步骤在分析设计任务书的基础上，确立设计思想，寻找与设计船要求相近的母型船或分析同类船 的规律；根据已知的母型船或已得的近似规律，估算出主要要素的第一次近似值；根据第一 次近似

7、值核算相应的技术性能，然后根据核算结果对第一次主要要素进行调整，得出第二次 近似的主要要素，如调整幅度较大，还需对第二次近似的主要要素做性能核算和调整；根据 上一步的主要要素绘制总布置草图，型线草图，中横剖面结构图等，并确定主机型号，然后 根据资料对传播的技术性能作进一步详细核算，并再次根据核算结果调整；根据设计船的特 点，进行多次方案比较分析，选取最佳方案。在进行排水量校核时，浮力与重力不平衡时如何通过主要要素来调整？当浮力小于重力时，如干舷有余或吃水允许增加，则以增大T最有利；如T已限定，则可 根据具体情况调整L，B，Cb：稳性差增大B；快速性差但稳性足够增大L；快速性足够且稳性充分增大C

8、b；快速性和稳 性都差时增大L和B，或增大L和B的同时减小Cb。当浮力大于重力时，差额不大时可暂时作为空船裕度，当差值较大：如舱容及快速性有保证，先考虑缩短L；如舱容和稳性有保证，可减小B，当然减小T和方 形系数最方便。船舶主体划分应考虑的因素满足规范要求，建造规范，抗沉性规范等；船舱大小满足使用要求；各种载况下有适宜的浮 态及稳性；考虑总纵强度，局部强度和结构强度的工艺合理性等。在进行容积校核时舱容不足或偏大过多时如何通过调整主要要素来调整舱容不足时：如稳性充分，首先应考虑增大D或同时增大D和B；如快速性不足，可同时 增大D，L，B。舱容偏大：如干舷充分，首先考虑降低D。横剖面面积曲线和设计

9、水线各包含的形状特征和参数特征：面积曲线下的面积相当于船的型排水体积；曲线面积的丰满系数等于棱形系数；面积 形心的纵向坐标表示船的浮心纵向位置；曲线最大纵坐标值代表最大横剖面面积；丰满船的 剖面面积曲线中部水平段长度即船舶的平行中体长度;平行中体前后两段分别称为进流段和 去流段；无平行中体船的最大横剖面位置；曲线两端端部形状。参数：型排水体积，棱形系数，浮心纵向位置，最大横剖面面积，平行中体长度，进流段， 去流段，最大横剖面位置，端面形状。设计水线参数：水线面系数，平行中段长度，半进流角，半去流角，漂心位置，首尾端形状。棱形系数和浮心纵向位置应如何考虑棱形系数：低速船Cp对总阻力影响较小，但选

10、取较小Cp总是有利的；中速船取较小Cp 可减小剩余阻力，对总阻力有利，但Cp过小会引起横剖面面积曲线和水线明显的突肩，应 避免；高速船Cp过小会导致中部过分凸起，造成更大的兴波阻力，因此Cp不宜过小；对 总布置和建造工艺的要求；与其他参数和船体型线的协调配合。浮心纵向位置：对阻力的影响，Xb向首部移动，船首变丰满，兴波阻力增加，而船尾瘦削， 利于降低漩涡阻力；Xb向尾部移动，效果相反，故对以某一特定的Cp，只有一 Xb对应于 最小总阻力即最佳浮心纵向位置。首尾部水线以下横剖线形状确定应考虑哪些方面首部：综合静水阻力和耐破性两方面，对于低速船采用V形；船长较大的中速船，航行中 较少遇到超过船长的

11、波浪，可偏重静水阻力来考虑，采用U形横剖面；对于小型船舶，应 偏重耐波性考虑，且从几何关系处理上也应采用较V形横剖面。尾部：将提高推进效率和减小震动放在首位考虑，再兼顾阻力影响，所以中低速船大多采用 U形剖面，甚至加设球尾；中高速船和双桨船采用阻力性能优良的V形剖面。对于有些要 兼顾阻力性能或布置要求的中低速船，也有将V形剖面形状在接近螺旋桨处逐渐过渡到U 形。尾机型船的优点和不足优点：对于干货船，便于货物的装卸，也有利于货舱口布置，对提高货船使用效率和经济效 率非常有利；可缩短轴系提高效率，造价低；有利于结构的连续性和工艺性；对于油船有利 于防火安全。缺点：浮态调整困难；适居性差；机舱布置困

12、难；有抗沉性要求的船不宜满足规范要求。货仓纵倾调整时有哪些方法改变油舱和淡水舱的布局；调整机舱位置或压缩机舱的长度；改变浮心位置；调整压载分布确定双层底高度应考虑的要素对内底的保护，提高搁浅和触礁的安全性；便于人员施工，满足管线安装和检修的需要；计 及油水舱容积的需要；双层底高对重心高度和结构重量的影响。确定上层建筑尺度应考虑的因素舱室布置；重心高度和受风面积；驾驶视线总布置设计时通道的类型人行通道和货物通道；形式上分有水平通道和垂直通道平台的作用有哪些一方面有利于充分利用空间和利于设备布置，另一方面有利于局部强度的改善和提高。船楼设置目的增加内部面积；有利于舱室的布置；有助于提高安全性压载舱

13、布置原则，首尾吃水要求布置原则：根据压载量及保证不同装载情况的适宜浮态和稳性来确定，同时还要从纵倾调整 和强度两方面加以考虑。吃水要求：对于经常存在空放航行的船舶，压在水量是根据空放航行时所需的首尾吃水来决 定的，其中尾吃水一般要求达到0.04L0.05L，并保证螺旋桨全部浸没水中以改善螺旋桨工 作条件。首吃水要尽可能达到0.025L0.03L，太小的首吃水在风浪中航行时容易引起严重 的船首拍击。对于偶尔出现空放航行的船舶，压载航行时的首尾吃水要求可适当降低。设计时纵摇的考虑取决于波长，波高，波浪的形状特征，航向角，航速，船的主尺度及型线特征，重量的纵向 分布等因素。油水舱布置原则燃油舱：燃料油布置在机舱前端或两侧的深舱内，轻油布置在双层底内，日用油柜布置在较 高的部位。滑油舱柜：滑油循环舱布置在主机基座下的双层底内，滑油舱柜需用隔离空舱与其他液体舱 分隔。淡水舱：一般布置在首、尾尖舱和双层底内，容积较小的日用水柜可设在机舱