《船舶设计原理》课后习题学生整理未修改版

大连海洋大学 第大连海洋大学 第/13页增加型宽B,BM将迅速增加,因此，型宽B增加，GM也将迅速增加。也就是说增加型宽 B对改善初稳性有显著效果。②型宽对大倾角稳性的影响，增加型宽除可增加初稳性高度外，还对增加大倾角时的恢复力臂起很大作用。在横倾角较小阶段，增加型宽对大倾角稳性是有利的，但在横倾角较大时是否有利，则视具体情况经过具体计算才能确定。.大的吃水对增加螺旋桨的性能有何好处？这是因为增加设计吃水，可加大螺旋桨直径，提高其效率；可加大螺旋桨的埋水深度、降低空泡，有利于螺旋桨工作。在A一定时，保持L,B不变，增加吃水d以减小Cb及B/d,会使剩余阻力有所降低，因此吃水不受限制的船舶，选用大一些的吃水对提高螺旋桨工作性能和降低阻力有利。同时增加吃水，可加大螺旋桨的埋水深度，还能在纵摇时减少螺旋桨出水的可能性，对耐波性也有好处。.选才iL,B,Cb,d主要考虑哪些主要因素？L:①船长对阻力的影响；②使用条件和建造条件对船长的限制；③应考虑总布置对船长的要求；④船长对操纵性、耐波性、抗沉性的影响；⑤船长对重量及造价的影响；⑥船长应满足浮力要求B:①型宽对稳性及耐波性的影响；②型宽对阻力的影响；③使用条件和建造条件对型宽的限制；④应考虑总布置对型宽的要求；⑤型宽应满足浮力要求；⑥型宽对造价的影响d:①吃水对快速性的影响；②吃水对其他性能的影响；③吃水应满足浮力要求；④航道及港口水深对吃水的限制Cb：①方形系数应满足浮性方程式；②方形系数对布置的影响；③方形系数对船体重量及载重量的影响；④方形系数对阻力的影响.设计一艘散货船，初步计算排水量A =24000t,船型系数K=1.004,Cb=0.8,若从性能角度考虑给定L/B=7,B/d=2.5，试初步确定该船主尺度 L,B,d.什么是诺曼系数？其物理意义是什么？与哪些因素有关？有什么用途？排水量增量系数，该系数恒大于 1.0,这说明排水量的增量永远大于已知重量(与排水量变化无关)的增量。诺曼系数既可用于排水量确定时的重量与浮力平衡计算，也可用于按母型船考虑重量变化时直接确定设计船的排水量。.设计一艘载重量17500t的货船，初步选定一个主尺度方案后，估算排水量为 24000t,船体钢料重Wh=4430t,晒装设备重Wf=1590t,机电设备重Wm=1045t,利用诺曼系数法修正设计船舶的排水量。(诺曼系数按公式N=1/(1-Wh/A-2/3*Wf/A)计算)。(LW=Wh+Wf+Wm, 8DW=LW+DW-△, 8A=N?8DW,A1=A+SA)LW=4430+1590+1045=7065t N=1/(1-Wh/A-2/3*Wf/A)=1.297 6DW=LW+DW-△=7065+17500-24000=565tA1=A+8A=565+24000=24565t.在船舶初步设计时，主要进行哪些性能计算与校核？稳性校核、航速校核、干舷校核、容量校核.船宽增加将 有利于 初稳性, 不利于大倾角稳性。(有利于或不利于).船舶的尺度比影响船舶的性能，其中：L/B主要影响 快速、操纵性、B/d主要影响 稳性及横摇性、L/D主要影响 强度性、D/d主要影响 抗沉性。.设计初始阶段，进行船舶航速估算(或功率估算)的目的是什么？如何估算船舶的速度？①初步估算设计船在给定主机情况下的航速；②初步确定在所要求航速下需要的主机功率 ；③检查在给定主机情况下所要求的航速是否合理 ；④在方案比较时，通过对各方案的航速估算，为选择最佳方案提供航速方面的依据。.船舶设计时，从哪几个方面考虑提高船舶的推进效率？①提高螺旋桨敞水效率；②提高相对螺旋效率；③提高船身效率；④提高轴系效率.估算船舶航速常用海军部系数法。一艘船舶的满载排水量为 280t,主机功率为800kW,若取相近型船的海军常数为138.5,则该船的航速为 13.73(错了别砍我，P117) kn。.某成品油船主要要素为：船长 Lpp=138.0m,型宽B=24.6m,型深D=10.8m,设计吃水d=8.0m,设计吃水时载重量11800t,方形系数CB=0.71,结构吃水d'=8.3m,结构吃水时载重量12600t。试求该船结构吃水时的载重量系数.简述确定载重型船舶主要要素的一般步骤和方法？①分析设计任务书，确立设计船的基本设计思想；②从浮力入手初步拟定排水量、主要尺度和方形系数；③计算空船重量、重力与浮力平衡；④性能校核.简述确定布置地位型船舶主要要素的一般步骤和方法？①首先从布置入手初步拟定Lpp,B,D值；②计算重量，选择吃水，重力与浮力平衡，计算方形系数；③进行性能校核，调整主要要素.解释：经济船长、载重型船、布置地位型船、载重量系数。经济船长：民用运输船从营运经济角度出发，常选用阻力稍有增加的较短船长，称其为经济船长。载重型船：布置地位型船：载重量系数：载重量与排水量之比称为载重量系数。.何谓船舶的稳性？何谓初稳性高的下限值和上限值？船舶初稳性衡准中为什么要规定上限值和下限值？设计的初始阶段如何彳t算设计船的初稳性 GM?影响GM的主要因素有哪些？如初稳性 Gm不足可采用哪些措施来改善？船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能力称为船舶的稳性。船舶初稳性的下限值是保证船舶具有足够的航行和使用安全的最小初稳性高度值，使得：(1)在较小的静横倾力矩作用时，船舶的横倾角尽量小，从而使船舶有较为稳定的正浮状态。(2)有抗沉性要求的船舶在海损后又足够的剩余初稳性高度。(3)保证船舶顺浪航行船中处于长时间的波峰时，减少后的初稳性高度足够维系。(4)对客船旅客集中一舷或者全速回航、起重船起吊、集装箱船恒风作用时，船舶的静倾角不超过极限静倾角。(5)对于船舶的大倾角稳性，保证一定的稳性储备和稳性范围。船舶初稳性的上限值就是保证船舶横摇缓和的最大初稳性高度值。提高初稳性高的措施主要有：（1）降低船舶的重心。在船舶底部加压载物是最常用的方法。（2）增加干舷。某些稳性不足的老船可将载重线降低以增加干舷高度。（3）增加船宽。在船舶的两舷水线附近加装相当厚度的护木和浮箱等，或在舷侧加装一个突出体。.提高型深对大倾角稳性有何影响？改善大倾角稳性.将船舶船体钢料重量、晒装设备重量以及机电设备重量分别表示为如下形式的排水量的函数： _ 2/3 _ 2/3一一3一Wh Ch ,Wf Cf,Wm CmV/c,试推导诺曼系数的表达式。推导过程见课本P110-111第五章型线设计.船舶的型线设计归纳起来有哪三种？自行设计法、改造母型法、数学船型法.表征船舶外形的特征参数主要有哪些？①主要尺度与船型系数，包括 L,B,D,d,Cb,Cm,Xb等；②横剖面面积曲线形状；③设计水线形状；④首、尾轮廓及甲板线（甲板中心线、舷弧线）；⑤典型剖面横剖线形状；⑥平边线和平底线.横剖面面积曲线下的面积相当于船舶的（ 排水体积）；曲线面积的丰满度系数等于船舶的（棱形系数）；面积形心的纵向位置相当于船舶的（ 浮心纵向位置）。.将船舶横剖面面积曲线无因次化后其曲线下的面积相当于船舶的什么系数？为什么？棱形系数，Cp决定了横剖面面积曲线的丰满程度，对曲线形状影响极大。.船体水下部分的横剖线形状有（U）型和（V）型。.“V”，“U”型线各有什么特点？“U型”：排水量沿吃水高度比较均匀分布， 使设计水线削瘦，半进流角小，有利于减小兴波阻力；在尾部，U型剖面使伴流比较均匀，有利于提高船身效率，改善螺旋桨工作条件，降低螺旋桨激振力。但相对于“V型”，“U型”剖面的湿面积较大，摩擦阻力大些，耐波性差些。一般一些大型运输船舶及中、高速船舶，采用“U型”剖面“V型”：V型剖面的面积分布偏于上部，湿表面积较小，对减小摩擦阻力有利。在尾部， V型剖面使去流段水流顺畅，可减小漩涡阻力。 V型剖面可增加纵摇和升沉的阻尼，对耐波性有利，小型船舶多采用V型剖面。.试述船舶设计倾斜的首柱的优点。它的主要优点在于能够使设计水线以上的水线变得瘦削，因而可减少首端的激波。倾斜的首柱使设计水线以上的水线面积迅速增加，有利于减小船在迎浪航行中的纵摇和升沉运动，从航行安全角度考虑采用倾斜的首柱对改善碰撞时水小部分的安全也是合理的；另外，倾斜的首柱增加了甲板面积，并与外飘相配合使船外形美观大方。.船舶船尾形状主要有：（巡洋舰尾）及（方尾）等常规型、球尾、双尾鳍、不对称尾及涡尾、隧道型及纵流船型。第六章总布置设计.中机型与尾机型布置各有什么优缺点？尾机型优点：从改善货舱与舱口的合理布置上、船体纵向构件的连续性上、缩短轴系长度用于增加货舱容积，以及减少轴系重量和功率在轴系上的损失诸方面与中机型相比是有利的。缺点：①纵倾调整困难；②驾驶视野变差；③中小型船舶的抗沉性难于满足一舱不沉的要求。中机型优点.船舶纵倾调整方法的实质，就是采取一定的措施改变 重心纵向位置XG和型线设计时合理选择 浮心纵向位置Xb的问题。.位于舱壁甲板以下的机器处所，应设有相距尽可能远的 二 部钢梯引向的通往上层甲板的门，当设置有困难时，至少要有 」部钢梯引向的通往上层甲板的门和 2个能通往登乘甲板的应急逃生孔。.为了满足船舶在航行和操作中的各种要求， 一般货船上配备各种必要的设备， 如： 起货设备锚泊和系泊设备 、 救生设备 、 操纵设备 、 航行、信号设备 等。.球鼻首的设计参数有哪些？.什么是盲区？客船、货船和油船的盲区一般多大？驾驶室里驾驶员眼睛到首端舷墙顶点引一直线， 通常把这一直线与水面的交点和首柱间的一段区域称为盲区。客船的盲区长度为0.60Lpp〜0.70Lpp,货船及油船满载时平均为 1.25Lpp,压载航行时约为2.0Lpp..船舶在压载航行时，为什么要保证一定的首吃水、尾吃水和平均吃水？船舶的装载情况变化，船舶的浮态也随之发生变化。当尾吃水不足时，将使桨叶出水，使推进效率降低，引起空泡和振动；当首吃水不足时，首拍击现象严重，将引起首底破坏；而平均吃水过小，则船舶的受风面积增大，对稳性及航向稳定性都不利.船舶纵倾调整有哪些措施？①改变双层底以上舱室的相互位置；②改变双层底以上舱室的相互位置；③适当移动机舱位置；④设置首部平衡空舱或深压载水舱；⑤改变浮心位置.船上通道、出入口与扶梯布置应遵循哪些原则？①各舱室的船员、乘客易于从其居住舱室进出；②各舱室的船员、乘客易于到达露天甲板；③遇有紧急情况，备舱室的船员、乘客易于到达救生艇登乘甲板三、计算题：第七章计算:1.有一艘沿海小货船，其主尺度为：Lpp44m,B8.4m,D4.0m,T3.2m,主机功率P=294KW,

用另一艘小型货船资料估算该船的 Wh,Wf,Wm和GM值。型船资料如下：Lpp048m,B08.8m,D04.2m,T03.4mPo294KW,麻199t,W7105t,k46tZb01.84m,r01.78m,Zg03.11m估算船舶的Wh,而,Wm和GM的公式分别为：WhChLBD,Wf CfL（BD）,Wm^Pb,2.GMZbrZg, Zb Zb0t ,r r°b /t,b B/Bo ,tT/To, Zg D.某成品油船主要要素为：船长Lpp=124.0m,型宽B=21.4m,型深D=11.6m,设计吃水d=7.0m,设计吃水时载重量10000t,方形系数Cb=0.68,结构吃水d'=7.5m,结构吃水时载重量11000t。试求该船结构吃水时的载重量系数DW。.有一客货船， 2480t,主机2台，每台功率1000KW,其耗油率g00.217kg/kw.h,续航力为3500e（海里），航速13kn,辅机和锅炉燃油储备为燃油的30%,滑油储备为燃油的5%,船员人数100人，旅客1300人，淡水储备400t,食品5t,备品15t,载货量W430t。风浪储备系数K=1.1,船员按每人重65kg、行李50kg计算；旅客