船舶設(shè)計(jì)原理(第六章)-2016-C

1、上海交通大學(xué)v船舶設(shè)計(jì)原理第第 六章六章 型線(xiàn)設(shè)計(jì)型線(xiàn)設(shè)計(jì)課號(hào)：課號(hào)：001-(2016-2017-1)教學(xué)班：教學(xué)班：NA420封面第六章、第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.1 概概 述述型線(xiàn)圖是性能計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種布置和建造放樣的依據(jù)。型線(xiàn)型線(xiàn)圖是性能計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種布置和建造放樣的依據(jù)。型線(xiàn)設(shè)計(jì)是船舶總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)是船舶總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。首先，型線(xiàn)與阻力性能關(guān)系重大，尾部型線(xiàn)與螺旋槳的配合對(duì)推進(jìn)效率首先，型線(xiàn)與阻力性能關(guān)系重大，尾部型線(xiàn)與螺旋槳的配合對(duì)推進(jìn)效率和振動(dòng)有很大的影響。此外，型線(xiàn)與船舶的穩(wěn)性、操縱性、橫搖阻尼、船在和振動(dòng)有很大的影響。此外，型線(xiàn)與船舶的穩(wěn)性

2、、操縱性、橫搖阻尼、船在波浪上的運(yùn)動(dòng)特性、砰擊等都有關(guān)系。在使用方面，型線(xiàn)影響布置和艙容，波浪上的運(yùn)動(dòng)特性、砰擊等都有關(guān)系。在使用方面，型線(xiàn)影響布置和艙容，例如機(jī)艙內(nèi)的布置條件、貨艙和壓載艙的容積、甲板的布置地位等。在建造例如機(jī)艙內(nèi)的布置條件、貨艙和壓載艙的容積、甲板的布置地位等。在建造方面，型線(xiàn)的平直部分、可展曲面部分可以簡(jiǎn)化施工的工藝，而復(fù)雜曲面增方面，型線(xiàn)的平直部分、可展曲面部分可以簡(jiǎn)化施工的工藝，而復(fù)雜曲面增加了施工難度和工作量。加了施工難度和工作量。由此可見(jiàn)，型線(xiàn)設(shè)計(jì)需要考慮許多方面的要求，有些要求還會(huì)相互抵觸，由此可見(jiàn)，型線(xiàn)設(shè)計(jì)需要考慮許多方面的要求，有些要求還會(huì)相互抵觸，設(shè)計(jì)者必

3、須加以權(quán)衡。設(shè)計(jì)者必須加以權(quán)衡。 6.1 概概 述述 某小型多用途船的型線(xiàn)圖：某小型多用途船的型線(xiàn)圖：第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)1 6 001 6 001 6 00R1500cL2 7 002 0 00R 6 0 01502 5 05 00水 線(xiàn)B L3 00 0水 線(xiàn)2 00 0水 線(xiàn)1 00 0水 線(xiàn)4 20 0水 線(xiàn)4 58 0水 線(xiàn)折 角 線(xiàn)上 甲 板 邊 線(xiàn)1003 5 0520R 7 0 03 5 03 5 0704 0 02003 0 050# 19距BL180011 /2235678941 01 11 21 31 41 31 61 51 71 81 92 0全 船 肋 距 600縱 剖

4、線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)上 甲 板 邊 線(xiàn)折 角 線(xiàn)# 1 0 5 +200縱 剖 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)R32005 004 20 0水 線(xiàn)4 58 0水 線(xiàn)3 00 0水 線(xiàn)2 00 0水 線(xiàn)1 00 0水 線(xiàn)5 00水 線(xiàn)B L5 00水 線(xiàn)B L1 00 0水 線(xiàn)2 00 0水 線(xiàn)3 00 0水 線(xiàn)4 58 0水 線(xiàn)4 20 0水 線(xiàn)5 00水 線(xiàn)B L4 58 0水 線(xiàn)4 20 0水 線(xiàn)1 00 0水 線(xiàn)2 00 0水 線(xiàn)3 00 0水 線(xiàn)尾 樓 甲 板 邊 線(xiàn)折角 線(xiàn)上 甲板邊線(xiàn)尾封板01/212345678 1 0首 樓 舷 墻 頂 線(xiàn)首 樓 甲 板 邊 線(xiàn)折 角 線(xiàn)上甲板邊線(xiàn)2

5、01 81 71 61 51 41 31 21 11 9R15001 6 001 6 001 6 0006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006

6、7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 006 7 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 00水 線(xiàn)1 0 00水 線(xiàn)2 0 00水 線(xiàn)3 0 00水 線(xiàn)4 2 00水 線(xiàn)4 5 80水 線(xiàn)上 甲 板 邊 線(xiàn)首 尾 樓 甲 板 邊 線(xiàn) 舷 墻 頂 線(xiàn) 中 縱 剖 線(xiàn) 上 甲 板 邊 線(xiàn)首 尾 樓 甲 板 邊 線(xiàn)平 底 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn)縱 剖 線(xiàn) 舷 墻 頂 線(xiàn)半 寬高 度站

7、號(hào)型 值 表1 6 00縱 剖 線(xiàn)3 2 00縱 剖 線(xiàn)4 8 00縱 剖 線(xiàn)051 01 52 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 58 08 59 09 51 0 01 0 51 1 01 1 51 2 0- 5 2 0 1 9 .5 19 18 17 16 1 5 1 4 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 11 /2 0尾 封 板 2 20 6 551 4 152 3 453 2 804 0 454 6 155 0 005 2 005 2 005 2 004 9 654 5 403 7 302 7 001 6 60 7 60 2 00

8、3 801 3 252 3 653 4 204 3 605 1 005 6 305 9 656 1 806 3 006 3 006 3 006 1 005 7 004 9 853 9 902 8 501 6 90 5 50 1 00 6 301 7 602 9 704 1 405 0 555 7 306 1 406 3 806 5 206 5 906 5 906 5 906 4 806 1 505 5 404 5 853 3 602 0 50 7 70 4 201 0 202 3 453 7 354 9 355 7 906 3 006 6 006 7 006 5 506 1 155 3 104

9、 0 852 5 95 9 80 6 901 4 202 9 404 4 155 5 656 2 506 5 806 6 406 3 955 8 304 7 403 1 701 2 55 01 2 002 1 203 8 555 2 606 1 606 5 706 6 856 5 756 2 605 5 404 4 303 0 152 2 401 4 50 3 901 4 502 4 704 3 005 6 806 3 606 6 006 6 306 3 805 7 904 8 753 7 203 0 952 4 501 6 401 1 402 6 703 9 505 7 506 5 506

10、7 006 6 006 3 705 9 605 3 454 9 804 5 904 0 602 7 304 0 305 0 206 5 606 2 805 8 855 6 605 4 005 0 003 4 304 4 605 2 606 2 706 6 506 7 006 6 504 2 001 0 00 2 00 03 7 304 0 004 3 006 2 704 7 803 3 75 7 90 1 60 25 4 203 5 254 0 004 2 504 5 808 5 006 4 805 1 703 3 851 2 75 3 90 90 1 10 8 253 0 004 2 804

11、 6 504 9 605 6 007 3 104 9 903 5 801 7 90 7 80 3 30 1 10 40 3 801 2 403 0 204 5 205 3 105 6 356 0 807 7 305 5 805 5 605 5 305 4 805 4 305 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 005 4 405 4 905 5 405 5 805 6 305 7 005 7 505 8 005 9 007 8 807 8 407 8 007 9 808 0 308 1 008 1 508 2 008

12、3 008 8 008 6 008 3 907 6 006 5 306 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 006 4 406 5 106 8 506 301 68100首 樓 舷 墻 頂 線(xiàn)首 樓 甲 板 邊 線(xiàn)首 樓 甲 板 中 心 線(xiàn)尾 樓 甲 板 邊 線(xiàn)上 甲 板 邊 線(xiàn)4 5 8 0 水 線(xiàn)4 2 0 0 水 線(xiàn)3 0 0 0 水 線(xiàn)2 0 0 0 水 線(xiàn)1 0 0 0 水 線(xiàn)5 0 0 水 線(xiàn)C LC L1 6 00縱 剖 線(xiàn)3 2 00縱 剖 線(xiàn)4 8 00縱 剖 線(xiàn)距BL9100距BL7900距BL56

13、80距BL5900距BL8300距BL40001001 3 30R 7 50R400R 3 00R 2 0 0首 樓 甲 板 邊 線(xiàn)上 甲 板 邊 線(xiàn)4 5 8 0 水 線(xiàn)4 2 0 0 水 線(xiàn)3 0 0 0 水 線(xiàn)2 0 0 0 水 線(xiàn)1 0 0 0 水 線(xiàn)5 0 0 水 線(xiàn)首 樓 舷 墻 頂 線(xiàn)平 底 線(xiàn)R 3 4 5 0R 27 50R 12 60R 1 0 0R 1 5 0R 2 0 0R 3 0 0R 3 5 0R 5 0 0平 底 線(xiàn)01 /21234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 01 91 /21 91 / 21 91 / 2總 長(zhǎng) L

14、O A 7 5. 00 m垂 線(xiàn) 間 長(zhǎng) LP P 7 0. 00 m水 線(xiàn) 間 長(zhǎng) LW L 7 1. 33 m型 寬 B 13 .4 0 m 型 深 D 5 .4 0 m設(shè) 計(jì) 吃 水 d 4 .20 m方 形 系 數(shù) CB 0 .7 04水 線(xiàn) 面 系 數(shù) Cv 0 .8 32中 縱 面 系 數(shù) CM 0 .9 80浮 心 縱 向 位 置 XB - 0 . 426 m排 水 量 28 58 t 梁 拱 0. 2 m首 脊 弧 0 .0 m尾 脊 弧 0 .4 m主 要 要 素6.1 概概 述述75000t散貨船型線(xiàn)圖：散貨船型線(xiàn)圖：第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)46.1 概概 述述第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)Tr

15、ibon Line/Surface6.1 概概 述述第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)Napa6.1 概概 述述第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)NURBS曲面曲面6.1 概概 述述型線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)方面：型線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)方面： 保證良好的航海性能。除了某些有特殊要求的情況以外，通常把快速保證良好的航海性能。除了某些有特殊要求的情況以外，通常把快速性（阻力與推進(jìn)）放在主要地位來(lái)考慮，同時(shí)兼顧耐波性、操縱性和性（阻力與推進(jìn)）放在主要地位來(lái)考慮，同時(shí)兼顧耐波性、操縱性和穩(wěn)性。穩(wěn)性。 考慮總布置的要求?？偛贾盟璧募装迕娣e，貨艙大開(kāi)口的尺寸，縱考慮總布置的要求?？偛贾盟璧募装迕娣e，貨艙大開(kāi)口的尺寸，縱傾的調(diào)整等對(duì)型線(xiàn)設(shè)計(jì)都

16、有一定的要求，型線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)加以考慮和滿(mǎn)傾的調(diào)整等對(duì)型線(xiàn)設(shè)計(jì)都有一定的要求，型線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)加以考慮和滿(mǎn)足。必要時(shí)，當(dāng)布置與性能對(duì)型線(xiàn)的要求發(fā)生矛盾時(shí)，通常是足。必要時(shí)，當(dāng)布置與性能對(duì)型線(xiàn)的要求發(fā)生矛盾時(shí)，通常是適當(dāng)降適當(dāng)降低低對(duì)性能方面的要求，來(lái)滿(mǎn)足布置和使用的需要。對(duì)性能方面的要求，來(lái)滿(mǎn)足布置和使用的需要。 考慮船體結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。例如，不必要的復(fù)雜曲面的船體形考慮船體結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。例如，不必要的復(fù)雜曲面的船體形狀，不僅增加建造工時(shí)，多耗材料，而且不易保證施工質(zhì)量，影響結(jié)狀，不僅增加建造工時(shí)，多耗材料，而且不易保證施工質(zhì)量，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。構(gòu)強(qiáng)度。 外觀造型。水線(xiàn)以上的首尾輪廓線(xiàn)、甲

17、板邊線(xiàn)以及外露的折角線(xiàn)應(yīng)考外觀造型。水線(xiàn)以上的首尾輪廓線(xiàn)、甲板邊線(xiàn)以及外露的折角線(xiàn)應(yīng)考慮美觀和造型方面的要求。慮美觀和造型方面的要求。 第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.1 概概 述述型線(xiàn)設(shè)計(jì)的精度：型線(xiàn)設(shè)計(jì)的精度： 應(yīng)符合要求的排水體積，其誤差要求與設(shè)計(jì)中對(duì)排水量考慮的余量應(yīng)符合要求的排水體積，其誤差要求與設(shè)計(jì)中對(duì)排水量考慮的余量有關(guān)。如果重量裕度在有關(guān)。如果重量裕度在12時(shí)，排水體積允許的誤差約為時(shí)，排水體積允許的誤差約為0.5。 應(yīng)符合要求的浮心縱向位置。文獻(xiàn)應(yīng)符合要求的浮心縱向位置。文獻(xiàn)1建議，在縱傾允許誤差為建議，在縱傾允許誤差為0.2L時(shí)，型線(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的浮心縱向位置允許誤差約為時(shí)，型線(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的

18、浮心縱向位置允許誤差約為0.3L。第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì) 橫剖面面積曲線(xiàn)；橫剖面面積曲線(xiàn)； 設(shè)計(jì)水線(xiàn)和甲板邊線(xiàn)；設(shè)計(jì)水線(xiàn)和甲板邊線(xiàn)； 橫剖線(xiàn)形狀；橫剖線(xiàn)形狀； 側(cè)面輪廓線(xiàn)。側(cè)面輪廓線(xiàn)?？刂拼w型線(xiàn)的要素：控制船體型線(xiàn)的要素：6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì) 橫剖面面積曲線(xiàn)下的面積相當(dāng)于船的型排水體積（橫剖面面積曲線(xiàn)下的面積相當(dāng)于船的型排水體積（），曲線(xiàn)下面積的豐滿(mǎn)），曲線(xiàn)下面積的豐滿(mǎn)度系數(shù)等于船的縱向棱形系數(shù)度系數(shù)等于船的縱向棱形系數(shù)CP（CP=/（AM LPP）；）； 面積形心的縱向位置相當(dāng)于船的浮心縱向位置面積形心的縱向位置相當(dāng)于船的浮心縱向位置XB； 豐滿(mǎn)船的橫剖面面積曲線(xiàn)

19、的中部有一平行段，稱(chēng)為船的平行中體，長(zhǎng)度為豐滿(mǎn)船的橫剖面面積曲線(xiàn)的中部有一平行段，稱(chēng)為船的平行中體，長(zhǎng)度為L(zhǎng)P，平行中體前、后的兩段長(zhǎng)度分別稱(chēng)為進(jìn)流段長(zhǎng)平行中體前、后的兩段長(zhǎng)度分別稱(chēng)為進(jìn)流段長(zhǎng) LE 和去流段長(zhǎng)和去流段長(zhǎng) LR； 方形系數(shù)小的船一般都沒(méi)有平行中體，最大橫剖面常位于船中（方形系數(shù)小的船一般都沒(méi)有平行中體，最大橫剖面常位于船中（MS）之后。）之后。橫剖面面積曲線(xiàn)的特征：橫剖面面積曲線(xiàn)的特征：去流段長(zhǎng)度L R進(jìn)流段長(zhǎng)度L E平行中體長(zhǎng)度L PL P P / 2L P P / 2A i 或A i / A MX 或X / L6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)棱形系數(shù)棱形

20、系數(shù)CP 對(duì)船的剩余阻力對(duì)船的剩余阻力RR 影響很大，而對(duì)摩擦阻力影響很大，而對(duì)摩擦阻力RF 影響極影響極小。小。CP 對(duì)剩余阻力的影響主要反映在興波阻力上，它是隨船的相對(duì)速度對(duì)剩余阻力的影響主要反映在興波阻力上，它是隨船的相對(duì)速度（傅汝德數(shù)（傅汝德數(shù)Fn）而變化的。）而變化的。從阻力的影響來(lái)看，從阻力的影響來(lái)看，CM 是不重要的，因此，是不重要的，因此，CM 的選擇很大程度上的選擇很大程度上是考慮與是考慮與CP 的配合。的配合。 一、一、 棱形系數(shù)棱形系數(shù)CP 和中剖面系數(shù)和中剖面系數(shù)CM 的選擇的選擇低速船低速船（如（如Fn0.2），興波阻力所占比例不大，），興波阻力所占比例不大，CP 對(duì)

21、總阻力影響較小，但對(duì)總阻力影響較小，但選取較小的選取較小的CP 總還是有利的。低速船一般總還是有利的。低速船一般CB 都比較大，所以這種情況下都比較大，所以這種情況下CM 都取得很大，以利減小都取得很大，以利減小CP 。一般運(yùn)輸貨船。一般運(yùn)輸貨船CM 為為0.980.99，大型船甚至，大型船甚至達(dá)到達(dá)到0.995。6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)一、一、 棱形系數(shù)棱形系數(shù)CP 和中剖面系數(shù)和中剖面系數(shù)CM 的選擇的選擇中等航速的船中等航速的船（如（如0.2Fn0.3），隨著），隨著Fn的增加，船首興波的區(qū)域逐漸的增加，船首興波的區(qū)域逐漸擴(kuò)展到船長(zhǎng)的很大部分，此時(shí)，在一定的擴(kuò)

22、展到船長(zhǎng)的很大部分，此時(shí)，在一定的CB 下，過(guò)小的下，過(guò)小的CP 會(huì)導(dǎo)致船體中會(huì)導(dǎo)致船體中部過(guò)分凸起，從而造成更大的興波阻力，因此部過(guò)分凸起，從而造成更大的興波阻力，因此CP 不宜過(guò)小。不宜過(guò)小。 6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)二、二、 浮心縱向位置浮心縱向位置XB 的選擇的選擇浮心縱向位置浮心縱向位置XB 決定了船前后半體的相對(duì)豐滿(mǎn)度。決定了船前后半體的相對(duì)豐滿(mǎn)度。XB 的選擇主要從的選擇主要從快速性上有利的最佳浮心位置和與總布置所確定的快速性上有利的最佳浮心位置和與總布置所確定的重心縱向位置重心縱向位置相配合這二個(gè)方面來(lái)考慮。相配合這二個(gè)方面來(lái)考慮。從阻力方面看，當(dāng)浮

23、心位置改變時(shí)，前體興波阻力和后體形狀阻力的相從阻力方面看，當(dāng)浮心位置改變時(shí)，前體興波阻力和后體形狀阻力的相對(duì)比例發(fā)生變化。浮心位置向后移動(dòng)，前體豐滿(mǎn)度就減小，后體豐滿(mǎn)度增大，對(duì)比例發(fā)生變化。浮心位置向后移動(dòng)，前體豐滿(mǎn)度就減小，后體豐滿(mǎn)度增大，因而形狀阻力由小變大，而興波阻力由大變小。因此，對(duì)應(yīng)于給定速度的船，因而形狀阻力由小變大，而興波阻力由大變小。因此，對(duì)應(yīng)于給定速度的船，存在著一個(gè)阻力最小的最佳浮心位置。存在著一個(gè)阻力最小的最佳浮心位置。 6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)二、二、 浮心縱向位置浮心縱向位置XB 的選擇的選擇浮心位置的選取，還必須與重心縱向位置相配合，使船

24、有適宜的浮態(tài)。浮心位置的選取，還必須與重心縱向位置相配合，使船有適宜的浮態(tài)。當(dāng)阻力上最佳的浮心位置與重心配合不當(dāng)而引起不允許的縱傾時(shí)，如果在當(dāng)阻力上最佳的浮心位置與重心配合不當(dāng)而引起不允許的縱傾時(shí)，如果在總布置方面調(diào)整有困難，或者會(huì)造成犧牲過(guò)多時(shí)，通常是適當(dāng)?shù)負(fù)p失快速總布置方面調(diào)整有困難，或者會(huì)造成犧牲過(guò)多時(shí)，通常是適當(dāng)?shù)負(fù)p失快速性去兼顧布置上的適宜性。性去兼顧布置上的適宜性。XB 偏離最佳位置不大時(shí)對(duì)阻力影響較小。偏離最佳位置不大時(shí)對(duì)阻力影響較小。 6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇（1）平行中體長(zhǎng)度和位置）平行中體長(zhǎng)

25、度和位置在一定的在一定的 Fn范圍內(nèi)，船體采用適量的平行中體，無(wú)論從阻力性能方面范圍內(nèi)，船體采用適量的平行中體，無(wú)論從阻力性能方面還是在使用和建造方面都是有利的。還是在使用和建造方面都是有利的。6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇（1）平行中體長(zhǎng)度和位置）平行中體長(zhǎng)度和位置 從阻力方面看，將排水體積適當(dāng)?shù)叵蛑胁考?，采用一段平行中體，對(duì)從阻力方面看，將排水體積適當(dāng)?shù)叵蛑胁考?，采用一段平行中體，對(duì)于前體可使進(jìn)流段尖瘦些，降低興波阻力；對(duì)于后體，可削瘦去流段的于前體可使進(jìn)流段尖瘦些，降低興波阻力；對(duì)于后體，可削瘦去流段的船體

26、形狀，有利于改善形狀阻力。但是，設(shè)置太長(zhǎng)的平行中體后，過(guò)短船體形狀，有利于改善形狀阻力。但是，設(shè)置太長(zhǎng)的平行中體后，過(guò)短的進(jìn)流段和去流段，會(huì)使平行中體的兩端形成過(guò)硬的的進(jìn)流段和去流段，會(huì)使平行中體的兩端形成過(guò)硬的“前肩前肩”和和“后后肩肩”，這對(duì)阻力是不利的。，這對(duì)阻力是不利的。 在船舶的使用方面，因平行中體一段的橫剖面形狀完全相同，使中部的在船舶的使用方面，因平行中體一段的橫剖面形狀完全相同，使中部的船艙方整，便于裝載貨物。船艙方整，便于裝載貨物。 設(shè)置平行中體還簡(jiǎn)化了工藝和降低建造成本。設(shè)置平行中體還簡(jiǎn)化了工藝和降低建造成本。因此，從實(shí)用出發(fā)，平行中體長(zhǎng)度希望取長(zhǎng)些，但以不引起阻力性能惡因

27、此，從實(shí)用出發(fā)，平行中體長(zhǎng)度希望取長(zhǎng)些，但以不引起阻力性能惡化為限?；癁橄?。6.2 橫剖面面積曲線(xiàn)橫剖面面積曲線(xiàn)第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇三、橫剖面面積曲線(xiàn)形狀的選擇（1）平行中體長(zhǎng)度和位置）平行中體長(zhǎng)度和位置航速高的船不能設(shè)置平行中體。原因是這種船一般船體已很瘦削，設(shè)置航速高的船不能設(shè)置平行中體。原因是這種船一般船體已很瘦削，設(shè)置平行中體后，平行中體和過(guò)分瘦削的首部連接處會(huì)形成凸肩，航行時(shí)產(chǎn)生的平行中體后，平行中體和過(guò)分瘦削的首部連接處會(huì)形成凸肩，航行時(shí)產(chǎn)生的肩波和嚴(yán)重的肩部旋渦使阻力性能惡化。肩波和嚴(yán)重的肩部旋渦使阻力性能惡化。Fn0.25（CB0.785兩端均用直線(xiàn)形兩

28、端均用直線(xiàn)形前肩曲度盡量小。前肩曲度盡量小。0.750.780.182兩端均用直線(xiàn)形兩端均用直線(xiàn)形前端微凹，后端直線(xiàn)形前端微凹，后端直線(xiàn)形據(jù)愛(ài)末生據(jù)愛(ài)末生(Emerson)試驗(yàn)試驗(yàn),CP=0.70.78時(shí)前肩曲度盡量小，船首下部切去使時(shí)前肩曲度盡量小，船首下部切去使船首傾斜，對(duì)阻力有利。船首傾斜，對(duì)阻力有利。0.700.750.238前端微凹，后端直線(xiàn)形前端微凹，后端直線(xiàn)形前后端均應(yīng)微凹前后端均應(yīng)微凹當(dāng)當(dāng)Fn0.268前端以凹形為佳，不能用直線(xiàn)形；前端以凹形為佳，不能用直線(xiàn)形；后端為直線(xiàn)或微凹后端為直線(xiàn)或微凹前端為直線(xiàn)，后端直線(xiàn)或微凹均可前端為直線(xiàn)，后端直線(xiàn)或微凹均可0.23的情況。的情況。6

29、.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首1. 球首的作用和影響球首的作用和影響 從耐波性方面看，球首增加了縱搖阻尼，當(dāng)波長(zhǎng)大致等于船長(zhǎng)時(shí)共從耐波性方面看，球首增加了縱搖阻尼，當(dāng)波長(zhǎng)大致等于船長(zhǎng)時(shí)共振區(qū)內(nèi)阻尼作用最大，甚至在波長(zhǎng)較短時(shí)，球首仍有一定的阻尼作用。振區(qū)內(nèi)阻尼作用最大，甚至在波長(zhǎng)較短時(shí)，球首仍有一定的阻尼作用。但當(dāng)波長(zhǎng)大于但當(dāng)波長(zhǎng)大于1.31.5倍船長(zhǎng)時(shí)，相對(duì)無(wú)球首的同型船縱搖振幅會(huì)增大，倍船長(zhǎng)時(shí)，相對(duì)無(wú)球首的同型船縱搖振幅會(huì)增大，但在這樣的波長(zhǎng)時(shí)，縱搖振幅與波高之比不會(huì)很大了。但在這樣的波長(zhǎng)時(shí)，縱搖振幅與波高之比不會(huì)很大了。設(shè)置球首后對(duì)航向穩(wěn)定性

30、和回轉(zhuǎn)性也有一定的不利影響，影響程度設(shè)置球首后對(duì)航向穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性也有一定的不利影響，影響程度主要看球首側(cè)面積參數(shù)的大小。主要看球首側(cè)面積參數(shù)的大小。 設(shè)置球首的不利因素主要是增加了建造成本和影響錨泊設(shè)備的布置。設(shè)置球首的不利因素主要是增加了建造成本和影響錨泊設(shè)備的布置。如果球首較寬、錨泊設(shè)備布置地位又較小，通常會(huì)產(chǎn)生收放錨時(shí)錨爪與如果球首較寬、錨泊設(shè)備布置地位又較小，通常會(huì)產(chǎn)生收放錨時(shí)錨爪與球首相碰的問(wèn)題，解決的辦法可以采用兩臺(tái)單側(cè)式錨機(jī)和加大錨唇或者球首相碰的問(wèn)題，解決的辦法可以采用兩臺(tái)單側(cè)式錨機(jī)和加大錨唇或者將錨鏈筒伸出船體將錨鏈筒伸出船體 6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第

31、六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首2. 球首的形狀和特征參數(shù)球首的形狀和特征參數(shù) 球首的形狀可以變化出無(wú)數(shù)種，教材圖球首的形狀可以變化出無(wú)數(shù)種，教材圖6.5.2是幾種典型的形狀。由是幾種典型的形狀。由于船舶本體的型線(xiàn)和船型參數(shù)各不相同，為使球首與本體型線(xiàn)配合后獲于船舶本體的型線(xiàn)和船型參數(shù)各不相同，為使球首與本體型線(xiàn)配合后獲得最佳的效果，從而演化出各種各樣的球首形狀。得最佳的效果，從而演化出各種各樣的球首形狀。球首的形狀和大小，可以用以下六個(gè)特征值參數(shù)球首的形狀和大小，可以用以下六個(gè)特征值參數(shù)dZfLLfBBffAAfAAfBZBPPPRLPRBBBPRVPRMBLBLMBdBd/高度參數(shù)長(zhǎng)度參

32、數(shù)寬度參數(shù)體積參數(shù)側(cè)面積參數(shù)橫剖面積參數(shù)式中：式中：AM為中橫剖面面積；為中橫剖面面積；PR為球首體積為球首體積 6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首3. 球首的設(shè)計(jì)球首的設(shè)計(jì) 一般來(lái)說(shuō)，球首設(shè)計(jì)主要從減小阻力方面來(lái)考慮，形狀和參數(shù)的選一般來(lái)說(shuō)，球首設(shè)計(jì)主要從減小阻力方面來(lái)考慮，形狀和參數(shù)的選取主要取決于本體型線(xiàn)的特征和船型參數(shù)與航速的配合情況。通常，安取主要取決于本體型線(xiàn)的特征和船型參數(shù)與航速的配合情況。通常，安裝在一艘船上的優(yōu)良球首，若改裝到另一艘船上就不一定有好的效果。裝在一艘船上的優(yōu)良球首，若改裝到另一艘船上就不一定有好的效果。 球首設(shè)計(jì)目前

33、歸納出一套普遍適用的具體方法是困難的。通常，設(shè)球首設(shè)計(jì)目前歸納出一套普遍適用的具體方法是困難的。通常，設(shè)計(jì)球首是針對(duì)具體船型的特點(diǎn)，根據(jù)一些基本規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)或計(jì)球首是針對(duì)具體船型的特點(diǎn)，根據(jù)一些基本規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)或幾個(gè)球首方案，通過(guò)反復(fù)的模型試驗(yàn)來(lái)改進(jìn)球首形狀并最后選擇確定。幾個(gè)球首方案，通過(guò)反復(fù)的模型試驗(yàn)來(lái)改進(jìn)球首形狀并最后選擇確定。6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首3. 球首的設(shè)計(jì)球首的設(shè)計(jì) 應(yīng)注意的是，以減小興波阻力為主的球首，在某一航速和載況下選應(yīng)注意的是，以減小興波阻力為主的球首，在某一航速和載況下選定的效果優(yōu)良的球首，一旦

34、航速或載況改變以后，船體的波系強(qiáng)度和相定的效果優(yōu)良的球首，一旦航速或載況改變以后，船體的波系強(qiáng)度和相位都會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)球首的效果也會(huì)發(fā)生顯著變化，甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)作位都會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)球首的效果也會(huì)發(fā)生顯著變化，甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)作用，而且球首越大，負(fù)作用也越明顯。用，而且球首越大，負(fù)作用也越明顯。 就一般情況而言，對(duì)于快速船，球首的主要作用是產(chǎn)生一個(gè)有利干就一般情況而言，對(duì)于快速船，球首的主要作用是產(chǎn)生一個(gè)有利干擾的波系，球首的長(zhǎng)度參數(shù)主要影響球首波系的相位，而首垂線(xiàn)處的橫擾的波系，球首的長(zhǎng)度參數(shù)主要影響球首波系的相位，而首垂線(xiàn)處的橫剖面積參數(shù)剖面積參數(shù) fBd 和體積參數(shù)和體積參數(shù) fVPR 決定

35、了球首波系的強(qiáng)度。航速越高，興決定了球首波系的強(qiáng)度。航速越高，興波阻力越大，設(shè)置產(chǎn)生強(qiáng)波系的球首效果越明顯。波阻力越大，設(shè)置產(chǎn)生強(qiáng)波系的球首效果越明顯。6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首3. 球首的設(shè)計(jì)球首的設(shè)計(jì) 對(duì)于低速肥大船型，球首參數(shù)的選擇主要根據(jù)本體型線(xiàn)的特征，使對(duì)于低速肥大船型，球首參數(shù)的選擇主要根據(jù)本體型線(xiàn)的特征，使設(shè)置的球首能最有效地改善船首流場(chǎng)。對(duì)于破波阻力大的船（肥大船隨設(shè)置的球首能最有效地改善船首流場(chǎng)。對(duì)于破波阻力大的船（肥大船隨Fn增大后破波阻力增加增大后破波阻力增加迅速迅速），球首長(zhǎng)度參數(shù)適當(dāng)取大些更有利。），球首長(zhǎng)度參數(shù)適

36、當(dāng)取大些更有利。選擇球首形狀考慮的因素，一是在幾何上與本體型線(xiàn)應(yīng)有合理的配選擇球首形狀考慮的因素，一是在幾何上與本體型線(xiàn)應(yīng)有合理的配合。例如合。例如V形和形和SV形球首與前體形球首與前體V形的橫剖型線(xiàn)比較容易相配合。而圓形的橫剖型線(xiàn)比較容易相配合。而圓形，水滴形和梨形的球首與前體形，水滴形和梨形的球首與前體U形橫剖線(xiàn)較易相配合。但是，幾何形形橫剖線(xiàn)較易相配合。但是，幾何形狀上配合適宜的球首是否能獲得良好的效果，還需進(jìn)一步證實(shí)。二是從狀上配合適宜的球首是否能獲得良好的效果，還需進(jìn)一步證實(shí)。二是從減阻機(jī)理以及對(duì)性能的影響來(lái)考慮球首的形狀。減阻機(jī)理以及對(duì)性能的影響來(lái)考慮球首的形狀。6.5 特殊的首尾

37、型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.1 球首球首3. 球首的設(shè)計(jì)球首的設(shè)計(jì) 6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首X bow6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首STX OSV6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首AX bow6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.2 其他特殊船首其他特殊船首Beak bow6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.2 其

38、他特殊船首其他特殊船首Leadge bow6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.3 特殊的船尾型線(xiàn)特殊的船尾型線(xiàn) 船尾型線(xiàn)考慮的因素比船首復(fù)雜的多，從改善螺旋槳伴流，提高推船尾型線(xiàn)考慮的因素比船首復(fù)雜的多，從改善螺旋槳伴流，提高推進(jìn)效率方面考慮和減小阻力常常是矛盾的，因此，就快速性而言，有些進(jìn)效率方面考慮和減小阻力常常是矛盾的，因此，就快速性而言，有些特殊船尾的效果并不顯著。但是，現(xiàn)代船舶的大型化和快速化，使單軸特殊船尾的效果并不顯著。但是，現(xiàn)代船舶的大型化和快速化，使單軸的功率增加很多，螺旋槳的效率，尤其是螺旋槳空泡和激振力的問(wèn)題日的功率增加很多，螺旋槳的效率，

39、尤其是螺旋槳空泡和激振力的問(wèn)題日益突出，特殊的船尾型線(xiàn)因而被人們重視。益突出，特殊的船尾型線(xiàn)因而被人們重視?，F(xiàn)代船舶采用特殊船尾型線(xiàn)，其目的主要是改善螺旋槳來(lái)流的狀態(tài)，現(xiàn)代船舶采用特殊船尾型線(xiàn)，其目的主要是改善螺旋槳來(lái)流的狀態(tài)，從而提高推進(jìn)效率和減小激振力。從而提高推進(jìn)效率和減小激振力。6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.3 特殊的船尾型線(xiàn)特殊的船尾型線(xiàn) 最早提出球尾的設(shè)想，是希望在阻力上優(yōu)于最早提出球尾的設(shè)想，是希望在阻力上優(yōu)于V形剖面，在推進(jìn)上優(yōu)于形剖面，在推進(jìn)上優(yōu)于U形剖面，但這設(shè)想沒(méi)有成功。許多的試驗(yàn)研究表明，在阻力上球尾沒(méi)有形剖面，但這設(shè)想沒(méi)有成功。許

40、多的試驗(yàn)研究表明，在阻力上球尾沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，甚至差于優(yōu)勢(shì)，甚至差于U形剖面，但球尾船的伴流最均勻，對(duì)提高推進(jìn)效率有明形剖面，但球尾船的伴流最均勻，對(duì)提高推進(jìn)效率有明顯的效果。由于球尾伴流均勻，對(duì)減小螺旋槳激振力是很有效的。顯的效果。由于球尾伴流均勻，對(duì)減小螺旋槳激振力是很有效的。1. 球尾球尾 6.5 特殊的首尾型線(xiàn)介紹特殊的首尾型線(xiàn)介紹第六章、型線(xiàn)設(shè)計(jì)6.5.3 特殊的船尾型線(xiàn)特殊的船尾型線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)尾是為了減少船尾水流分離，并使進(jìn)入螺旋槳的水流產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱(chēng)尾是為了減少船尾水流分離，并使進(jìn)入螺旋槳的水流產(chǎn)生一個(gè)與螺旋槳轉(zhuǎn)向相反的預(yù)旋，從而提高推進(jìn)效率，減少主機(jī)功率。與螺旋槳轉(zhuǎn)向相反的預(yù)旋，從而提高推進(jìn)效率，減少主機(jī)功率。2.