船舶设计原理

PAGE3-中国海洋大学本科生课程大纲课程名称船舶设计原理Principleofshipdesign课程代码082903101257课程属性专业知识课时/学分32/2课程性质必修实践学时0责任教师马维林课外学时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、选修课程介绍1.课程描述（中英文）：船舶总体设计是解决船舶设计中的一些全局性问题（如排水量、主尺度及船型系数、型线设计、总布置设计等），是其他方面设计和局部设计的基础和纽带，船舶总体设计成功与否，对新船的质量具有根本性的影响。本课程主要以民用海船为对象，讲授船舶总体设计的基本原理、基本方法和工作流程，具体包括：我国现行《船舶与海上设施法定检验规则》中与总体设计相关的内容、船舶重量重心估算方法、舱容和布置地位、新船设计方案的构思和主要要素的确定、船体型线设计和总布置设计等，此外，鉴于现代船舶设计中已广泛应用电子计算机，因此还介绍目前计算机在船舶设计中的应用情况。通过本课程的学习，可以使学生初步掌握船舶总体设计的基本方法和原理，培养学生运用专业基础知识综合分析和解决船舶总体设计问题的能力，为今后从事船舶与海洋工程的设计工作打下良好的专业基础。Theoveralldesignoftheshipistosolvesomeoftheoverallissuesinthedesignoftheship(suchasdisplacement,maindimensionsandshipformcoefficient,hulllinesdesign,generallayoutdesign,etc.).Itisthebasisandlinkforotheraspectsofdesignandlocaldesign.Thesuccessoftheoveralldesignoftheshiphasafundamentalimpactonthequalityofthenewship.Thiscourseismainlyaimedatciviliansea-goingships,teachingthebasicprinciples,basicmethodsandworkingflowofshipoveralldesign.Specifically,itincludes:thecontentrelatedtotheoveralldesigninthecurrent"RulesfortheStatutoryInspectionofShipsandOffshoreInstallations",methodforestimatingthecenterofgravityofaship'sweight,thecabincapacityandlayoutstatus,theconceptionofthenewshipdesignschemeandthedeterminationofthemainelements,thehulllinedesignandthegenerallayoutdesign,etc.Inaddition,inviewoftheelectroniccomputershavebeenwidelyusedinmodernshipdesign,theapplicationofcomputersinshipdesignatpresentisalsointroduced.Throughthestudyofthiscourse,studentscaninitiallymasterthebasicmethodsandprinciplesofshipoveralldesign,cultivatetheirabilitytocomprehensivelyanalyzeandsolveshipoveralldesignproblemsbyusingprofessionalbasicknowledge,andlayagoodprofessionalfoundationforfutureengagedintheshipandmarineengineeringdesignwork.2.设计思路：在国家海洋强国战略的背景下，为应对世界和本国船舶及海洋工程行业形势的变化和新技术、新产品不断研发，学生必须要立足我国船舶与海洋工程专业提高自己的创新意识，解放思想、开拓思维；学生要树立成为社会主义建设者和接班人的远大理想，立志将所学所练最终服务于国家需求和国内市场需求。创新和开拓的前提是夯实专业基础课和专业知识课，《船舶设计基础》作为讲述船舶总体设计的课程，需要工程技术人员具有系统工程的思想和综合分析问题的能力，因此，该课程具有涉及知识面广、综合实践性强的特点。学习《船舶设计基础》课程的最终目的是指导船舶设计，学生应立足于船舶的设计建造，理清课程本身与一线实践的关系，因此，学生需要结合船舶设计工程案例，在设计和试验中理解知识、吃透知识。考虑到学生初学的特点，本课程的讲授应尽可能符合船舶设计初学者的认识过程，并与船舶设计的工作顺序相吻合。课程内容主要包括八个模块：（1）船舶设计工作概况和设计技术任务书主要介绍船舶设计的特点、要求和指导原则，船舶设计阶段的划分和设计的基本工作方法，以及设计工作的依据——船舶设计技术任务书。（2）海船法规的相关内容主要讲授船舶法定检验和入级检验的基本概念，国际载重线公约中核算最小干舷的方法，法规对各类船舶完整稳性的衡准要求，国际公约和规则中对船舶破舱稳性的要求，船舶吨位丈量规则等。（3）船舶的浮性与重量重心讲授船舶浮性方程及平衡条件，空船重量的分析与不同详细程度的重量估算方法，船舶载重量中各项重量的估算，重力与浮力的平衡方法，重心的估算。（4）船舶的舱容和布置地位讲授载重型船舶所需舱容的估算方法以及根据主尺度和布置方案估算实际舱容，舱容的校核和调整方法，布置地位型船舶（客船和集装箱船）的布置地位。（5）船舶的方案构思和主尺度选择船舶总体设计的方案构思主要包括：船型特征和总布置构想、考虑和初步选择主尺度、主要技术性能的估算分析等；在确定新船主要要素的过程中，学生应学习权衡矛盾的思路和方法；此外还讲授评价船舶经济性的动态经济指标。（6）船舶型线设计主要讲授控制船舶型线的要素，包括：横剖面面积曲线、设计水线和甲板边线、横剖线形状、侧面轮廓线，在此基础上，讲授型线生成的方法——1-Cp法。（7）船舶总布置设计主要讲授船舶总布置设计的具体工作内容，包括：区划船舶主体和设置上层建筑、调整船舶浮态、布置船舶舱室和设备、规划各部位的通道出入梯口。（8）计算机辅助船舶设计主要讲授计算机辅助船舶设计系统，以及与船舶初步设计有关的船舶尺度方案的优化、船舶型线生成的计算机方法和计算机辅助总布置设计等内容。3.课程与其他课程的关系：先修课程主要有：《船舶原理1》、《船舶原理2》、《船体制图》。本课程要综合应用专业知识来分析和解决船舶总体设计中的各种问题。4.对毕业要求指标点的支撑和支撑强度：本课程是船舶与海洋工程专业的重要课程，内容涉及船舶总体设计的方法论，是联系船舶原理、船体制图、船舶结构设计等专业课程与船舶及海洋工程结构物设计建造课程的纽带，本课程内容知识面广、综合性强、对工程思维要求较高。因此，本课程的教学，可以有效支撑人才培养方案中对学生毕业能力要求中的全部指标点，即“工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习”。二、课程目标1.知识获取（支撑毕业要求1、3、5、8）通过学习本课程，船舶专业本科生能够对所学专业知识进行初步的融会贯通，初步掌握船舶总体设计的基本方法和原理；理解船舶设计技术任务书内容，根据内容要求完成主尺度选择、技术和经济性能指标预报、型线设计和总布置设计的初步方案；了解船舶相关法规和规范中船舶总体设计的内容，并能指导船舶总体设计。2.思维方法培养（支撑毕业要求2、4、6、7）通过该课程的学习，学生需要在船舶设计中培养“学以致用”的工程思维，能够将所学原理性知识应用于船舶设计实践，同时在设计中，不断提高的创新求变思维方法；学生在船舶设计中，要有人、机、环一体化的工程思维，要懂得敬畏规范、敬畏标准，在设计中融入环保、安全、节省的设计理念。3.能力培养（支撑毕业要求9、10、11、12）《船舶设计基础》是一门综合性和实践性很强的专业必修课。通过本课程的学习，学生可以提高自身专业基础知识综合分析和解决船舶总体设计问题的能力，为今后从事船舶与海洋工程的设计工作打下良好的专业基础。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，而且还应培养系统工程的思想和综合分析问题的能力，并能做到理论联系实践，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。由于本课程实践性强的特点，课上采取大量的案例教学，即对多艘实船的总体设计进行思路和流程的演示。（2）本课程还包含较多的课下小作业和一个油船总体设计的大作业，学生通过认真完成课下作业才能加深对设计理论的理解。四、教学进度序号专题或主题计划课时主要内容概述1船舶设计概要2船舶设计的特点、要求和方法，设计阶段的划分，设计技术任务书2海船法规的相关内容4载重线、完整稳性、破舱稳性、吨位丈量3船舶重量与重心5空船重量估算、载重量估算、排水量的初步估算、重量和浮力的平衡、重心估算4舱容和布置地位5新船所需舱容的估算、舱容的校核和计算、船舶布置地位5方案构思和主尺度选择6船舶总体设计方案构思、主尺度的分析和选择步骤、主尺度和主要性能的估算、船舶经济性评估6型线设计4横剖面面积曲线、型线几何形状特征和参数选择、型线生成的方法——1-Cp法7总布置设计4总体布局的区划、浮态调整、舱室和通道的布置、主要舾装设备的布置、外部造型和内装设计8计算机辅助船舶设计2计算机辅助船舶设计系统介绍、船舶主要尺度的优选、计算机辅助型线设计和总布置设计五、参考教材与主要参考书1.参考教材：顾敏童.船舶设计原理（第二版）.上海：上海交通大学出版社，20012.主要参考书：刘寅东等.船舶设计原理.北京：国防工业出版社，2010方学智.船舶设计原理（第二版）.北京：清华大学出版社，2014中国船级社.钢质海船入级规范（最新版）.北京：人民交通出版社六、成绩评定（一）考核方式A.闭卷考试：A.闭卷考试B.开卷考试