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1、哈工程船舶與海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)原理 考研復(fù)試期末考試本資料已經(jīng)過(guò)精心整理,保證語(yǔ)句通順,在保證知識(shí)點(diǎn)不丟的前提下做到了盡可能的精簡(jiǎn), 相比于其他版本更易于背誦!13.設(shè)計(jì)螺旋線描述了設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步近似的特點(diǎn)。5.估算Wh選取船型時(shí)應(yīng)注意嘛問(wèn)題?(影響Wh的因素);2.?典型排水量:空船排水量、滿載排水量?典型載況:各類船有所不同貨船:(滿載+空載)* (出港+到港)客船:+滿客無(wú)貨出港&到因而各種性能也就不同,?為嘛是典型的:船在營(yíng)運(yùn)及航行過(guò)程中載重量和排水量是變化的, 但只要掌握了上述載況,就可以掌握各種載況下的性能。主尺度及系數(shù):包括 L>B>D>T>Cb, Wh
2、 oc打光J, aP:>6 > Y , a >1 ,其他都<1 ;對(duì)于L的影響指數(shù)a ,小船a / (因?yàn)閺?qiáng)度要求低),大船 可從構(gòu)件數(shù)量和強(qiáng)度條件兩方面來(lái)分析:a >1,巨型船a可達(dá)2;? L:對(duì)Wh影響最大;從構(gòu)件數(shù)量上看,船上大部分構(gòu)件都與L有關(guān);從強(qiáng)度條件上看,Lt 彎矩M t 總縱強(qiáng)度f(wàn) 結(jié)構(gòu)尺寸f;? B:從構(gòu)件數(shù)量上看,主要與橫向構(gòu)件有關(guān);對(duì)總縱強(qiáng)度影響小,? D:從構(gòu)件數(shù)量上看,對(duì)舷側(cè)板、骨架、艙壁等有較大影響;從強(qiáng)度條件上看:對(duì)大船,Dt 船體梁剖面模數(shù) Wt,可以抵消Dt所帶來(lái)的構(gòu)件增大,所以 Wh不一定t,對(duì)小船, Dt Wh t;? T:不
3、影響構(gòu)件數(shù)量,但對(duì)總強(qiáng)度和局部強(qiáng)度(船底、舷側(cè))有一定影響;對(duì)橫強(qiáng)度影響大;? Cb :對(duì)Wh影響很小,因?yàn)镃b的增減對(duì)構(gòu)件的數(shù)量和尺度影響都很小; 布置特征:?甲板數(shù):取決于裝載特點(diǎn)、使用要求;?艙壁數(shù):規(guī)范有最小數(shù)目要求,實(shí)際中還要考慮使用要求;?上建大?。喊ㄩL(zhǎng)、寬、高、層數(shù);一般客船比貨船,小船比大船影響大; 船級(jí)、規(guī)范、航區(qū):入什么級(jí),用哪國(guó)規(guī)范,航行與什么航區(qū),對(duì)結(jié)構(gòu)的要求有區(qū)別,從而對(duì)Wh有影響;eg:冰區(qū),結(jié)構(gòu)需加強(qiáng);結(jié)構(gòu)材料:材料不同,顯然 Wh會(huì)有較大差別;海船能不能直接用內(nèi)河船作型船估算Wh ?不能,因?yàn)楹絽^(qū)不同,對(duì) Wh的影響也就不同。7.立方模數(shù)法Wh =ChLBDi
4、*)2(1+1CbD)D 2?新船較型船增加一層甲板,Ch增大5-6%?相當(dāng)型深U = D + +2上1 L L(A:舷弧升高部分的面積;Ijhj :各上建(連續(xù)甲板上的第一層)的長(zhǎng)與高)?計(jì)算到型深處的方形系數(shù)CbD =Cb+(1-Cb)比遼3T16.諾曼系數(shù)? A = PkLBTCb = LW + DW?物理意義:增加1tDW時(shí)需要需要增加的浮力= N * 6DW? f浮力 f主尺度LWTN>1? N =1/(1-(1*色 +2*WL +2*叫)i 3 也 3 A?W. =Ch* & ;Wf =Cf*A2/3 ;Wn=Cmf2/31.載重型船與容積型船所需的布置地位有嘛區(qū)別?
5、?載重型船:初步確定主要要素及布置格局后,先進(jìn)行重量與浮力的平衡,再校核容積。 ?校核容積:估算任務(wù)要求所需的容積,估算新船能提供的容積,比較二者以校核原先選擇 的主尺度與系數(shù)是否合適。?容積型船:參考型船大致確定一組尺度并畫(huà)出總布置草圖后,先保證滿足艙容與甲板面積的需求,確定合適的主尺度,再進(jìn)行重量與浮力的平衡,并確定相關(guān)系數(shù)及排水量,核算各 項(xiàng)性能。3.積載因數(shù)C ( m3/t),指每噸貨要求的貨艙容積數(shù)。Cf,對(duì)新船艙容的要求f,船的主尺度f(wàn)。?因此,對(duì)于C>1.4的船,可能會(huì)出現(xiàn)主尺度滿足排水量的要求但不滿足艙容要求,所以, 在設(shè)計(jì)這樣的船時(shí),應(yīng)該特別注意艙容問(wèn)題。5. 經(jīng)濟(jì)方形
6、系數(shù)Cbe :當(dāng)Fn-時(shí),Cb有一個(gè)臨界值,如果所選擇的Cb大于此臨界值,阻力將急劇增加,若小于此臨界值,阻力的減少并不明顯; 因此,Cbe兼顧了經(jīng)濟(jì)性和阻力性能;3. 選取GM應(yīng)考慮的因素?為嘛 GM不能太小,也不能太大?GM太小,船受外力作用后回復(fù)緩 船傾斜>=驚慌角12度,影GM過(guò)小,則可能變?yōu)?lt;0;(1) 下限值一一安全性 &使用要求一一不能太小?安全:GM太小,可能使大傾角穩(wěn)性不符合規(guī)范要求 慢,小船稍遇外力即傾斜,人員有不安全感旅客集中在一側(cè), 響安全波浪中,船處于中拱狀態(tài)時(shí),GM J,如果原先?使用:船在外力作用下的橫傾角 *與GM有關(guān),GM太小則影響船的正常
7、使用;(2) 上限值一一緩和搖擺一一不能太大GM f,橫搖固有周期J,因此 GM太大,會(huì)使得船自搖周期短,振幅大,影響安全性, 使船上作業(yè)困難,儀表故障,貨物受損船員暈船;6. 嘛叫甲板淹濕性?與嘛因素有關(guān)??船舶在波浪中的縱搖和垂蕩異常激烈時(shí),在艏柱處,船與波浪相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幅值 >艏柱處的干舷,波浪涌上甲板的現(xiàn)象;Cb J;?當(dāng)船艏干舷-時(shí),甲板淹濕的概率f,航速f,船長(zhǎng)J,1. 操縱性 指船舶按照駕駛員的指令能保持和改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性能; 航向穩(wěn)定性:自動(dòng)保持初始航向的性能;靈敏回轉(zhuǎn)的性能;after 操舵, before 進(jìn)入定?;剞D(zhuǎn) 的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性; 單位舵角引起的艏向角變化快慢;
8、船進(jìn)入新的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的快慢;a. 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性:在外干擾作用下,偏離了原運(yùn)動(dòng)狀態(tài),外干擾消失后,不加任何控制,船能 自動(dòng)回復(fù)到原運(yùn)動(dòng)狀態(tài);分為 3 種:位置 方向 直線; b. 靜態(tài):外干擾一旦消除,船具有恢 復(fù)原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的趨勢(shì); 回轉(zhuǎn)性: 應(yīng)舵性:a. 轉(zhuǎn)首性:.跟從性:1.?干舷:F=D-T+t( t :甲板厚度);? 最小干舷 :對(duì)海船來(lái)說(shuō),就是根據(jù)海船載重線規(guī)范計(jì)算得的Fmin 值,它是從保證船的安全性出發(fā), 為限制船舶在營(yíng)運(yùn)中的最大吃水而提出的要求, 是從減小甲板上浪和保證儲(chǔ) 備浮力兩方面考慮的。5.對(duì)于貨船,如運(yùn)載積載因數(shù) C小的重貨,通常按載重線規(guī)范來(lái)決定最小 D。該D既符合最小
9、干舷要求,又滿足艙容要求;對(duì)于貨船,如運(yùn)載積載因數(shù) C大的貨物,這時(shí)若按照載重線規(guī)范來(lái)決定 D 需要根據(jù)艙容來(lái)確定,導(dǎo)? 最小干舷船 : 干舷,進(jìn)而決定? 富裕干舷船 : 最小干舷,進(jìn)而決定 D,則該D不能滿足貨艙容積要求。因此, 致實(shí)際干舷 最小干舷;.?登記噸位RT:是指按照船舶噸位丈量規(guī)范 的有關(guān)規(guī)定計(jì)算得到的船內(nèi)部容積,1登記噸位=2.832m3=ioo英尺3,分為兩種:總噸位 GT,凈噸位NT;?總噸位GT:量計(jì)除了“免除處所”以外的全船所有“圍蔽處所”而得到的登記噸位;?凈噸位NT:量計(jì)可用于營(yíng)業(yè)的有效容積而得到的登記噸位(不計(jì)船員艙室、機(jī)艙等非盈 利容積);4. 尾機(jī)型? 優(yōu)點(diǎn):
10、 ?對(duì)于貨船, 可使中部方整的船體設(shè)置貨艙, 便于裝貨理貨; ?散貨船易于清艙, 利于 艙口的布置,提高裝卸效率,合理利用船體空間,提高經(jīng)濟(jì)效益;,利于結(jié)構(gòu)?可以縮短軸系長(zhǎng)度,提高軸系效率,降低造價(jià),增加艙容(不需要設(shè)置軸隧艙) 的連續(xù)性和工藝性;?對(duì)于油船,軸隧不用通過(guò)貨油艙,可使油艙毗連設(shè)置,方便管路布置,利于防火安全;? 缺點(diǎn): 機(jī)艙布置困難; 浮態(tài)調(diào)整困難; 適居性差; 對(duì)有抗沉性要求的船, 因?yàn)闄C(jī) 艙較長(zhǎng),不易滿足規(guī)范要求。駕駛視線差,盲區(qū)大;6. 雙層底? 作用: 利于擱淺觸礁時(shí)的安全性; 可以作為燃油、 清水、 壓載水艙; 對(duì)于大中型船 舶,雙層底有利于總縱強(qiáng)度;?確定高度hd應(yīng)
11、考慮的因素:對(duì)內(nèi)底起保護(hù)作用;便于人員施工,滿足管路安裝與檢修的要求;滿足規(guī)范要求,兼顧油、水艙艙容的需要;?型式:與船的種類有關(guān):雜貨船:內(nèi)底水平或從舭部向下傾斜; 內(nèi)底向兩舷升高,方便卸貨時(shí)的清潔工作;礦砂船:由于貨艙容積小, 過(guò)低、初穩(wěn)心過(guò)高,在貨艙底部一段寬度內(nèi),雙層底抬高很多。箱船: 部分設(shè)置雙層底。10.上建上建是上甲板以上各種圍蔽建筑物的統(tǒng)稱,分為船樓(與船體同寬)23.調(diào)整滿載狀態(tài)縱傾的方法有嘛?各適用于什么情況?改變油、水艙的位置?移動(dòng)燃油或淡水艙的位置,使船的重心位置改變;散裝谷物船&運(yùn)煤船: 為了避免貨物重心 一般只在邊艙以內(nèi)和甲板室(留有外走道)。? 6Mx=W
12、,l (移動(dòng)力矩=移動(dòng)重量*移動(dòng)距離)?船的重心移動(dòng)6Xg =6Mx/也移動(dòng)機(jī)艙位置?適用:中機(jī)型和中尾機(jī)型船;?因?yàn)闄C(jī)艙單位重度 <<貨物的,所以對(duì)于中機(jī)型和中尾機(jī)型,該方法是改變重心縱向坐標(biāo)Xg最有效的方法;首部設(shè)空艙(小貨艙)?適用:尾機(jī)型船(重心 Xg較浮心Xb偏前,即首傾);?首先應(yīng)盡量減小機(jī)艙長(zhǎng)度;?在機(jī)艙長(zhǎng)度不能減小的情況下,可在首部設(shè)空艙,使貨物中心后移,縮小Xg和Xb的距離,但貨艙容積?為了充分利用貨艙容積,可將其作為小貨艙。在運(yùn)載非均質(zhì)貨時(shí)裝輕貨,均質(zhì)時(shí)空閑;?因此,對(duì)于尾機(jī)型船,應(yīng)使總?cè)莘e特別是貨艙容積留有一定裕度。改變浮心位置?適用:通過(guò)改變 Xg不能使船達(dá)
13、到適宜浮態(tài);?根據(jù)Xg調(diào)整Xb,重新設(shè)計(jì)船體型線。?選擇Xb考慮的因素:阻力、浮態(tài),有時(shí)為了滿足后者需要犧牲前者。?因此,設(shè)計(jì)型線與總布置要協(xié)調(diào)進(jìn)行。1.船舶主要要素的確定,各需考慮嘛因素?其中的主要因素是? ?L 8總經(jīng)浮沉限速耐操87566 總布置(艙容&甲板面積):LJ布置不下,Lt不緊湊;存在滿足艙容 &甲板面積要求的適 度L;經(jīng)濟(jì)性:Lt 船體鋼料重量Wh t A t造價(jià)及相應(yīng)費(fèi)用t; L影響快速性,進(jìn)而影響營(yíng)運(yùn)成本;浮力:L的增減,對(duì)排水量 i = PkLBTCb影響很大; 抗沉性:Lt 抗沉性f; 限制因素:港口、航道、船臺(tái)、船塢的限制條件;對(duì)高速船, 耐波性:
14、操縱性:?應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面權(quán)衡考慮來(lái)選擇?船舶類型不同 使用任務(wù)及特點(diǎn)不同航速:L對(duì)阻力有很大影響;Fn不同,Rf和Rr占總阻力的百分?jǐn)?shù)不同,因此:Lt阻力對(duì)低速船,應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng)的概念。也-,Lt 耐波性tL t 全速回轉(zhuǎn)直徑t,航向穩(wěn)定性t。L;考慮的側(cè)重點(diǎn)不同:?載重型船:速、??;?容積型船:速、總;?海洋客船、救助拖船、艦艇:速,耐;?國(guó)際航線船舶:取短船長(zhǎng)有利于降低營(yíng)運(yùn)開(kāi)支;?港內(nèi)作業(yè)拖輪:操;?B 7總耐快浮限價(jià)穩(wěn) 總布置:B的大小與總布置有關(guān),eg:客船的床位、座位數(shù),箱船的集裝箱列數(shù);especially, 中小型雙槳船的機(jī)艙布置與B關(guān)系較大; 耐波性:Bt 改善縱搖&am
15、p;升沉,但若導(dǎo)致 GM過(guò)大 橫搖固有周期 橫搖t; 快速性:在也和L基本-的情況下,結(jié)合減小方形系數(shù) Cb以增加B,阻力 浮力:B是構(gòu)成浮力的因素之一; 限制因素:河道、閘門(mén)、船塢寬度的限制; 造價(jià):減少L增加B結(jié)構(gòu)重量 穩(wěn)性:Bt 初穩(wěn)心高GM tt, B的大小要適中,即保證 GM符合安全與使用的要求,同時(shí)兼顧橫搖的緩和。?從技術(shù)與使用的角度:總、浮、穩(wěn);?從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的角度:總、浮、價(jià);?Cb 5總耐快浮價(jià) 總布置:大的Cb利于艙容合理利用;如果 Cb太小,船體尖瘦,首尾端艙室布置困難,對(duì)雙槳船還可能導(dǎo)致軸出口過(guò)于靠前; 耐波性:J Cb改善縱搖和垂蕩; 快速性:加大Cb以減小構(gòu)成 也的
16、其他要素 摩擦阻力J剩余阻力t。 因此,高速船J Cb對(duì)阻力性能有利,中低速船影響不大。當(dāng)Fn 一定時(shí),存在與其配合的 Cb值(該G兼顧了快速性和經(jīng)濟(jì)性); 浮力:Cb是構(gòu)成船浮力的要素之一;造價(jià):Cb t船體重量J造價(jià)浮力兩個(gè)基本條件,同時(shí)結(jié)合總布置和經(jīng)濟(jì)型來(lái)考慮。 容耐快速性:也、L、B-,通過(guò)t T來(lái)J Cb(剩余阻力J +螺旋槳直徑t,推進(jìn)效率t+耐波?主要根據(jù)快速性、?D 6沉穩(wěn)限價(jià)由于當(dāng)T時(shí),D大F就大,所以D和F的影響是一致的。 抗沉性:Ft 儲(chǔ)備浮力t抗沉性t; 穩(wěn)性:Ft 大傾角穩(wěn)性t +初穩(wěn)性J (因?yàn)橹匦纳吡耍?限制因素:對(duì)內(nèi)河船,D與上建的總高度受過(guò)橋因素的限制; 造
17、價(jià):Dt 船體總縱強(qiáng)度和剛度t,對(duì)于大船,重量-或?qū)τ谛〈?,重量t; 容積:D與艙容要求關(guān)系很大;對(duì)于小船,D的選擇受機(jī)艙高度的影響; 耐波性:Ft 耐波性t +甲板上浪?對(duì)載重型船:積載因數(shù) C小的重貨船,其 D按載重線規(guī)范要求的最小干舷來(lái)確定; 大的輕貨船,其 D按艙容要求確定;?對(duì)于容積型船,D的確定主要取決于上甲板以下各層甲板間高度和艙室高度的要求;?對(duì)于小船,D的確定要注意它對(duì)重心高度和風(fēng)傾力矩的不利影響,同時(shí)還要注意使船留有 適當(dāng)?shù)母上现担?對(duì)于大船,D的確定要注意總縱強(qiáng)度的要求,Lpp/D不宜過(guò)大;?對(duì)于有抗沉性要求的船,D的確定要注意留有足夠的干舷值;浮限價(jià)穩(wěn)?T 6快操性t)
18、 操縱性: 浮力:T是構(gòu)成浮力的因素之一;如果 限制因素:港口、航道的水深限制;通過(guò)J L來(lái)t T回轉(zhuǎn)性t航向穩(wěn)定性t;T不受限制,通過(guò)t T來(lái)t i ,是比較好的;造價(jià):A-時(shí),通過(guò)t T來(lái)J L (效果顯著)或J B,會(huì)使Wh J 降低造價(jià);穩(wěn)性:t TJ B初穩(wěn)性JL、B?選擇T應(yīng)從保證浮力及螺旋槳有適宜直徑兩方面考慮;若T不受限制,在不影響符合其他技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能及使用要求的情況下,T越大越好;若T受限,通常使T盡可能接近限制值,以保證快速性和造價(jià)。4.航區(qū)、航線如何劃分??海航航區(qū)分為:遮蔽、沿海、近洋、遠(yuǎn)洋;按海船穩(wěn)性規(guī)范劃分為1(無(wú)限航區(qū))nffi三 類航區(qū);?內(nèi)河船按水系名稱來(lái)劃
19、分,如長(zhǎng)江水域根據(jù)風(fēng)浪流情況分為ABC級(jí)航段。8.試航航速Vt 服務(wù)航速Vs?試航航速:指滿載試航航速,即主機(jī)在最大持續(xù)功率的情況下,靜止深水中的新船滿載試 航所測(cè)得的航速;?服務(wù)航速:指平時(shí)營(yíng)運(yùn)所使用的速度,為平均值,較試航航速慢9.?續(xù)航力:在規(guī)定的航速或主機(jī)功率下,船上一次裝足的燃料可供船連續(xù)航行的距離;?自持力(自給力):船上所帶的淡水、食品能在海上維持的天數(shù);10. 設(shè)計(jì)船的尺度受限制的原因?L:泊位短、T:受港區(qū)、B:過(guò)運(yùn)河、0.5-1 節(jié);港域??;河道曲折、掉頭困難;通過(guò)船閘、船塢; 航道水深限制;閘門(mén);水上高度部分:過(guò)橋;11. 船舶主要要素包括:L、B、D、T、Cb ;己、D
20、W;航速V、主機(jī)功率P;1.船平浮在預(yù)定吃水的條件?重力=浮力,也=PkLBTCb =5: W (k:附體體積系數(shù));重力、浮力作用線在同一鉛垂線上;7. Wh的估算方法:百分?jǐn)?shù)法Wh =Chi=ChPkLBTCb;? Ch參考相近的母型船選取=Wh0 M0 ;?優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單、方便;缺點(diǎn):把LBTCb各要素對(duì)Wh的影響看作是等同的;平方模數(shù)法?Wh正比于船體結(jié)構(gòu)部件的總面積 =ChL(aB+bD),系數(shù)a,b可均取為1 ;適用于總縱強(qiáng)度不突出的船(小船、內(nèi)河船) 立方模數(shù)法?Wh正比于船體內(nèi)部總體積 =ChLBD1 ;?優(yōu)點(diǎn):Ch隨Lf而J的趨勢(shì)比較穩(wěn)定,適用于大中型船舶;?缺點(diǎn):沒(méi)有考慮船體的
21、肥瘦程度,把LBD對(duì)Wh的影響看作是一樣的;?改進(jìn):Wh =ChLBDi(D_)2(1 +2cbD)? (1 + 1 CbD)考慮了船體肥瘦的影響,?CbD為計(jì)算到型深處的方形系數(shù)=Cb +(1-Cb)23T?()2是從強(qiáng)度出發(fā)考慮的修正,反應(yīng)L、D對(duì)Wh的不同影響;D?新船與型船的甲板層數(shù)不同,故需對(duì)ch進(jìn)行修正,增加一層甲板,Ch增大5-6%;11.設(shè)計(jì)初始階段為嘛要加排水量裕度?估算誤差: Wh、Wf、Wm的估算方法是近似的,存在誤差;?設(shè)備增加:bla?采用代用品:材料和設(shè)備的規(guī)格短缺,采用代用品增加重量;什么情況下需加固定壓載?需要降低重心以f穩(wěn)性;f重量以fT;需要調(diào)整浮態(tài);一般貨
22、船上加固定壓載 不合理,因?yàn)檩d貨量經(jīng)濟(jì)效益13. 選取主要要素設(shè)計(jì)哪些問(wèn)題? 重量與浮力的平衡;滿足容量與甲板面積的需要;保證各種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能;考慮 使用、工藝等條件;14. 載重型船、容積型船的特點(diǎn)??載重型船:DW占心比例較大的船;若主尺度滿足 A要求,容積也容易滿足;?容積型船:需要較大的艙容與甲板面積的船(為了布置各種用途的艙室、設(shè)備);若主尺度滿足艙容與甲板面積要求,排水量也容易滿足;15.載重量系數(shù)dw的物理意義? "dw = DW /也為嘛載重型船可用 A = DW /dw粗估A ,而容積型船不行?載重型船的dw大,ndw隨的變化有相對(duì)穩(wěn)定的范圍,因此能用"
23、dw來(lái)粗估;而容積型船的主要要素需根據(jù)艙容及甲板面積來(lái)確定,所以不能;18.船舶重心估算的重要性?重心坐標(biāo):XgYg ( =0,因?yàn)樽笥覍?duì)稱) Zg ;?Xg關(guān)系到船的浮態(tài)(縱傾)eg:東北五校小船;Lopt。然而,若L俺Lopt,則Wh,存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng)Le ;?Zg影響穩(wěn)性,估算不準(zhǔn)(尤其估低)將帶來(lái)嚴(yán)重影響,3. 為嘛設(shè)計(jì)低速船不選用對(duì)應(yīng)最小阻力的船長(zhǎng)?對(duì)Fn較低的船,通??梢缘玫綄?duì)應(yīng)最小總阻力的最佳船長(zhǎng)f,造價(jià)和營(yíng)運(yùn)開(kāi)支f,為了兼顧造價(jià)與阻力性能(燃油成本)9. 影響阻力估算準(zhǔn)確性的因素? 剩余阻力系數(shù)Cr :如果新船的型線特征和主要參數(shù)與 Cr估算圖譜的船型接近,則準(zhǔn)確性高濕面積S附
24、加阻力(附體、空氣、波浪增加的阻力,污底阻力)10. 設(shè)計(jì)中控制GM的主要措施調(diào)整 B、B/T、D、Cwp、Cb 調(diào)整壓載水的數(shù)量 調(diào)整各艙內(nèi)的裝載重量 調(diào)整總布置3.?分艙載重線:決定船舶分艙時(shí)所用的水線,對(duì)具有連續(xù)艙壁甲板且無(wú)交替裝載旅客/貨物艙室的船,通常相應(yīng)于設(shè)計(jì)(滿載)吃水的水線;?最深分艙載重線:相當(dāng)于分艙要求所允許最大吃水的水線,對(duì)具有連續(xù)艙壁甲板的船,通 常相當(dāng)于最大設(shè)計(jì)吃水水線;5.限界線76mm處所繪制的線;對(duì)于具有連續(xù)艙壁甲板的船,指在船側(cè)該甲板上表面以下不小于對(duì)于無(wú)-,限界線允許取為階梯形或折線形;7.為嘛分艙因數(shù)F體現(xiàn)了對(duì)抗沉性要求的高低?船的抗沉性是由水密艙壁將船體
25、分隔成適當(dāng)數(shù)量的艙室來(lái)保證; 許用艙長(zhǎng)=可浸長(zhǎng)度I*分艙因數(shù)F;F體現(xiàn)了對(duì)抗沉性要求的高低;需用艙長(zhǎng)是決定抗沉性的重要因素,所以分艙因數(shù)123艙制?0.5<F<=1 艙制;0.33<F<=0.5 二; 0.25<F<=0.33 三;7.?自然減速進(jìn)效率?被迫減速行距離f;?如何減少波浪中失速?在設(shè)計(jì)中,改善船舶的運(yùn)動(dòng)性能;滿載時(shí)留有充分干舷;空載時(shí)保持必要的艏艉吃水。3.表征船體外形的特征與參數(shù)有嘛?:推進(jìn)裝置功率調(diào)定,船在風(fēng)浪中航行,搖擺運(yùn)動(dòng) 由這些原因造成的被動(dòng)減速;:惡劣氣候下(甲板上浪、抨擊、螺旋槳飛車)阻力f,風(fēng) 附加阻力,推人為主動(dòng)減速,改變航向
26、,航 主尺度與船型系數(shù)(LBDTCb );首尾輪廓及甲板邊線(脊弧線、舷弧線)的形狀;橫剖線形狀;橫剖面面積曲線形狀; 設(shè)計(jì)水線形狀;4. 橫剖面面積曲線的特征?曲線面積=水下排水體積; 面積型心的縱向位置 =浮心縱向位置 Xb曲線下面積Cb曲線面積的豐滿系數(shù)=菱形系數(shù);Cp Lpp*Am(中橫剖面面積)CmCm:中橫剖面系數(shù) 曲線形狀表示排水體積沿船長(zhǎng)的分布情況; 曲線形狀對(duì)摩擦阻力影響小,對(duì)剩余阻力影響大;5. 選擇Cp應(yīng)考慮哪些因素?阻力:Cp與剩余阻力Rr關(guān)系大,F(xiàn)n fCpopt (阻力上最佳的Cp)f;經(jīng)濟(jì)性:存在一個(gè)從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)的Cpe,對(duì)于Fn>0.38的高速船,Cpe和
27、Cpopt才比較一致;總布置:Cp影響到艏艉端的肥瘦程度,若Cp太小,艉機(jī)型船機(jī)艙布置困難,雙槳船軸過(guò)早穿出; 建造工藝:對(duì)于小船 Cp太小,艏艉端尖瘦,施工困難; Cp Cb Cm的配合 對(duì)型線光順和流體動(dòng)力性能有較大影響;6. Xb與哪些因素有關(guān)?設(shè)計(jì)中如何選取?阻力性能:Xb影響橫剖面面積曲線前后體的比例,進(jìn)而影響阻力(前體形狀對(duì)興波阻力Rw影響大,后體-形狀阻力Ra)。?Fn J,需減小Ra,故Xb前移;Fn f,需減小Rw,故Xb后移。綜上,在某一 Fn或Cp下,存在Xbopt (對(duì)應(yīng)最佳阻力); 縱傾調(diào)整:浮心、重心的縱向位置決定浮態(tài)??梢酝ㄟ^(guò)總布置的艙室劃分及布局調(diào)整,使船達(dá)到適
28、宜浮態(tài),同時(shí)Xb止Xbopt ;若改變Xg較困難,可從保證適宜浮態(tài)出發(fā)選擇Xb , 但要犧牲一定的阻力性能; 特殊要求:破冰船的 Xb在船腫前很多,使首部胖些以利于破冰;?綜上,在設(shè)計(jì)中選取 Xb時(shí),通常從阻力性能出發(fā),估計(jì)縱傾調(diào)整的需要,同時(shí)考慮其他要求;7.?什么樣的船有平行中體? 低速、較胖的船;?平行中體的好處?可以削瘦首尾,對(duì) Fn低的船可以J阻力使船中部方整,方便裝貨方便施工建造;?沒(méi)有平行中體的船的最大橫剖面位置如何確定?對(duì)航速較低而沒(méi)有平行中體的船,Amax位置在船腫處Fn提高到一定數(shù)值以后,為了減少Rw,就要使進(jìn)流段尖瘦,因此Amax后移對(duì)于L/B較小的小船,需考慮去流段水流
29、和順,Amax設(shè)在船腫前3% Lpp左右的范圍內(nèi);10.艏艉部型線特征包括嘛?卜側(cè)面輪廓 首部輪廓:即艏柱線,艏柱通常做成外斜式,水下部分的形狀自上而下和順過(guò)渡; 尾端輪廓:三種:“巡洋艦尾” “切平的巡洋艦尾” “方尾”;尾框形式:開(kāi)式、閉式; 甲板舷弧線與脊弧線:甲板舷弧線一一甲板邊線的側(cè)投影線;脊弧線一一甲板中線;卜甲板平面輪廓線:即甲板的水平投影線,反應(yīng)了甲板面積大小&艏艉部形狀;|-橫剖面形狀水下部分的橫剖型線水上bla;艏柱外傾優(yōu)點(diǎn)?減小艏端激浪;迎浪時(shí)緩和縱搖&垂蕩;改善碰撞安全性;增大首部甲板面積;外形美觀;2. 船主體艙段劃分考慮嘛因素?滿足規(guī)范要求,船艙大小
30、符合使用要求, 各種裝載狀態(tài)下適宜的浮態(tài)和穩(wěn)性;總縱強(qiáng)度,局部強(qiáng)度,振動(dòng);結(jié)構(gòu)的合理性、建造的工藝性;21.嘛叫縱傾調(diào)整? 就是調(diào)整Xg Xb至合適的數(shù)值,以期在各種裝載情況下都具有適宜的浮態(tài);對(duì)船合適浮態(tài)的要求表現(xiàn)在哪些方面?滿載出港時(shí),平浮或略有艉傾壓載航行時(shí),艏吃水Tf =2.5 - 3.0%LPP,艉吃水Ta =0.6 - 0.7D槳直徑 其他載況時(shí),平浮或縱傾值不大,因?yàn)樘幱谥虚g載況,若12Tmax,根據(jù)此要求設(shè)計(jì)的船;求得最大裝載吃水Tmax,具有合適浮態(tài),則其他中間載況容易通過(guò)調(diào)整來(lái)達(dá)到要求;*變吃水船:裝載至滿載吃水,又可在裝載重貨時(shí),吃水達(dá)到*結(jié)構(gòu)吃水:對(duì)于富裕干舷船,在設(shè)計(jì)
31、時(shí)根據(jù)規(guī)范核算最小干舷, 并使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合 Tmax;*邊艙的作用:可用于裝載油、水、壓載水;可調(diào)節(jié)船的重心,以改善不同裝載情況下 的穩(wěn)性;舷邊艙的設(shè)置對(duì)大開(kāi)口船在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上有利;*總布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容:區(qū)劃船舶主體及上建;縱傾調(diào)整;艙室與設(shè)備布置;規(guī)劃通道與梯口;造型設(shè)計(jì);Vh = CbD LppBD1。 Lpp 垂線間Di=D+A/LPP ( A為首尾舷弧超過(guò)型CbD=Cb+( 1-Cb)( D-T)/( 3T)。根據(jù)Vh=V或Vh略大于*滲透率:某處所能被水浸占的容積和其總?cè)莘e之比的百分?jǐn)?shù); *艙壁甲板:橫向水密艙壁所到達(dá)的最高一層甲板;壞,要重新調(diào)整主尺度及系數(shù),使之達(dá)到平衡。后續(xù)的性能計(jì)
32、算不滿足要求時(shí)改變主尺度, 也需重新計(jì)算艙容。10、兩種不同形式的容量方程( 5 8)及( 5 9)說(shuō)明了哪些問(wèn)題? 由式(5-8)新船主尺度和 Cb與DW,積載因數(shù)C,壓載水比值kb及機(jī)艙容積等有關(guān)。由貨 艙容量方程式( 5-9)分析主尺度與貨艙容有內(nèi)在聯(lián)系:從保證貨艙容積Vc 看據(jù)式( 5-9)可見(jiàn),要使 Vcf就f L、B、D或J If、la、Im、Id。從控制D/T看,如果新船與型船和Cb相近,則要保證 Vc,可以控制比值 D/T;如果新船容積比型船要求大,則D/T值也應(yīng)比型船取略大些。D 的辦法?11、為什么艙容不足時(shí)一般是采取增大型深在艙容不足時(shí),增大型深是最有效而對(duì)其他方面影響最
33、小的辦法。對(duì)大船來(lái)說(shuō),因加大D對(duì)強(qiáng)度有利,從而對(duì)船體鋼料重量影響很小。雖然Df會(huì)導(dǎo)致重心升高、受風(fēng)面積f,對(duì)穩(wěn)性有影響,但這些問(wèn)題比較容易處理。什么是容量圖,它是如何作出來(lái)的?有什么用處? 為了得到全船主體內(nèi)各艙的容積及其形心位置, 為核算抗沉性、 穩(wěn)性、浮態(tài)等使用方便起見(jiàn), 通常要繪制容量圖, 有時(shí)也稱為艙容圖, 該圖根據(jù)總布置圖及邦戎曲線圖來(lái)做, 圖中各艙室 的名稱與總布置圖相對(duì)應(yīng),并注出型容積 V ( m3),形心距船中位置 x及該艙的積載因子 卩 (即 滲透率 ,為該艙內(nèi)浸水的體積與型容積之比) 。什么是艙容要素曲線,有什么用處? 對(duì)油艙(包括貨物油艙) 、清水艙及艙頂高于營(yíng)運(yùn)最低水線
34、的壓載水艙應(yīng)計(jì)算出各艙在個(gè)液 面深度處的體積 V及型心XV、Zv及邊艙的Yv,以及自由液面的面積 A,型心坐標(biāo)Xa,Ya以及 對(duì)通過(guò)其形心的縱軸的慣性矩lx,ly,并繪出這些要素與液面深度的關(guān)系曲線。5、如何初選 Cb ?(1) 賽氏公式:Cb=1.216-2.40Fn; (2)亞歷山大公式(FnW 0.30) : Cb=C-1.68Fi, C可取自相 近的型船,也可按統(tǒng)計(jì)資料選取,一般情況C=1.08; (3)瓦特生統(tǒng)計(jì)曲線:設(shè)計(jì)新船時(shí),Cb與Fn相配合的點(diǎn)子處于范圍內(nèi)時(shí),可認(rèn)為Cb接近經(jīng)濟(jì)方形系數(shù)。11. 靜穩(wěn)性曲線的特征?與哪些要素有關(guān)? 曲線在原點(diǎn)處的斜率;最大靜穩(wěn)性臂及其對(duì)應(yīng)的橫傾角
35、;穩(wěn)性范圍以及曲線下的面積; 在原點(diǎn)處的斜率代表初穩(wěn)心高; 曲線最高點(diǎn)為最大靜穩(wěn)性臂, 代表了船舶所能承受的最大靜 傾力矩,其對(duì)應(yīng)的角為 max,是船舶大傾角穩(wěn)性的重要指標(biāo);與橫軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)值為穩(wěn)性 消失角,消失角不小于 55°;曲線下的面積代表船舶傾斜后具有的位能,判斷穩(wěn)定平衡和 不穩(wěn)定平衡。影響因素:型寬B、吃水T、干舷F、脊弧h外飄、重心高 Zg 。1、海船載重線規(guī)范等為什么要規(guī)定船的最小干舷?( 1)減小甲板上浪:甲板上浪可增加船的重量,重心升高,初穩(wěn)心高下降;有可能沖壞甲 板上的設(shè)備及封閉設(shè)施;影響船員安全;(2) 保證一定的儲(chǔ)備浮力:干舷F代表了儲(chǔ)備浮力,干舷過(guò)小,海水打
36、到甲板上來(lái)不及排 掉,或甲板上封閉開(kāi)口被沖壞,海水灌進(jìn)主體內(nèi),船易下沉,浮起遲緩,容易沉沒(méi)。2、最小干舷大小取決于哪些因素?L、D、Cb、季節(jié)區(qū)、上層建筑、舷弧等。3、什么叫干舷甲板?船舶設(shè)計(jì)中最小干舷的計(jì)算是如何進(jìn)行的?夏季最小干舷與其他季節(jié)最小干舷有什么不同?干舷甲板,即用于計(jì)算干舷的甲板,通常為上甲板,即為最高一層露天全通甲板,該甲 板上有露天開(kāi)口有永久性的封閉裝置,甲板下船側(cè)所有開(kāi)口有永久水密裝置。露天甲板的最低線及其平行于部分升高甲板的延伸線作為干舷甲板(對(duì)不連續(xù)甲板的 船)。國(guó)際航行的夏季區(qū)最小干舷計(jì)算: ( mm)=+ 其中 “標(biāo)準(zhǔn)船”的夏季最小干舷,標(biāo) 準(zhǔn)船特征:平甲板,Cb=
37、0.68 L/Ds=15,標(biāo)準(zhǔn)舷弧一對(duì)Lv 100m且封閉的上層建筑有效長(zhǎng)度V 35%L的B型船舶的干舷修正值。一對(duì)船舶的計(jì)算方形系數(shù)工0.68的干舷修正值一對(duì)船舶L/DsM 15時(shí)的干舷修正值考慮船舶上層建筑和圍壁室影響的干舷修正值一船的實(shí)際舷弧與標(biāo)準(zhǔn)舷弧不同的修正值。 對(duì)于無(wú)限航區(qū)的船舶,其余季節(jié)航區(qū)的最小干舷都是 以夏季最小干舷為基礎(chǔ)而計(jì)算得的。6. 總噸位作用:表示運(yùn)輸船的大小;統(tǒng)計(jì)世界或一個(gè)公司的船舶擁有量;造船或租 船費(fèi)用, 以及有些國(guó)家用作造船補(bǔ)助金、 航海津貼以至船員工資等的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn); 在某些公 約和船舶法規(guī)中,如作為公約生效的條件、區(qū)分船舶等級(jí)、船員配備、技術(shù)管理及某些船舶
38、設(shè)備的配置要求等的標(biāo)準(zhǔn);船舶檢驗(yàn)、船舶登記、丈量的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn);其它收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),如 引水費(fèi)、拖駁費(fèi)、浮筒費(fèi)和進(jìn)塢費(fèi)等鈔稅、港口費(fèi)、燈塔費(fèi)、碼頭費(fèi)和代理費(fèi)等。凈噸位的作用 :作為一些費(fèi)用的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),如噸鈔費(fèi),港口費(fèi),引水費(fèi),燈塔費(fèi),碼頭費(fèi)及 代理費(fèi),計(jì)算運(yùn)河的通行費(fèi)。8. 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)登記噸位如何加以考慮? 登記噸位尤其是凈噸位的數(shù)值, 是影響營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性的重要因素。 對(duì)于同樣載重量的船舶, 其 登記噸位小者經(jīng)濟(jì)效益好些;應(yīng)熟悉了解規(guī)范的內(nèi)容 &航運(yùn)規(guī)則,盡可能使登記噸位在經(jīng)濟(jì)上合算和其他方面也有利的限 度內(nèi)。注意把握:船舶等級(jí),艙室標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備配置。2、船體型線生成方法有哪幾種? 優(yōu)秀母型改造,船模
39、系列資料,電子計(jì)算機(jī)生成型線。8、如何選取橫剖面面積曲線的首尾形狀?(1 )首端形狀(包括:即凹、微凹、微凸、直線、凹形):形狀大致隨Fn的變化而變化,著眼點(diǎn)從興波阻力考慮。低速船可以做成微凹,突肩明顯可做成直線甚至微凹;隨著Fn 的增大,通常采用微凹形或直線形狀較為適宜。一般 Fn=0.22-0.28 隨著 Cp 的減小,可由直線 過(guò)渡到凹形;Fn> 0.28以后,則由凹形過(guò)渡到微凹,以致直線形。(2)尾端形狀:主要考慮避免水流分離造成漩渦,使尾端形線盡可能和順,通常設(shè)計(jì)成直線或者微凹形。9. 為什么型線設(shè)計(jì)中選擇適宜的滿載(設(shè)計(jì)) 水線形狀有重要意義?設(shè)計(jì)水線的一些特征是如何確定的?
40、(1) DWL形狀對(duì)阻力R的影響較大,對(duì)興波阻力有較大影響 (船在航行時(shí)興波在水面附近); (2) DWL對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)出水 Td,船的各項(xiàng)性能往往以設(shè)計(jì)狀態(tài)來(lái)衡準(zhǔn),使用中的吃水T1<Td,如果在Td時(shí)有較好的性能,一般也可在其他裝載情況下能較好滿足要求。( 3)從型線光順的角度,設(shè)計(jì)水線處于水下部分與水上部分的分界線,控制設(shè)計(jì)水線形狀 對(duì)水下到水上過(guò)渡和順有重要作用。設(shè)計(jì)水線的特征 包括:水線面系數(shù) Cwp、首部形狀與半進(jìn)流角 ie、尾部形狀。(1)一般對(duì) Cwp 的選取是從快速性出發(fā),然后校核穩(wěn)性、總布置、型線配合等是否合適。(2)首端形狀的選取取決于船的 Fn,通常隨著Fn的增大,設(shè)計(jì)
41、水線形狀由凹變凸。高速 船采用直線形式,且延伸范圍較大。半進(jìn)流角 ie 的大小要與橫剖面面積曲線形狀、橫剖面 形狀等協(xié)進(jìn)行調(diào)后加以確定。( 3)尾端形狀從阻力與推進(jìn)方面考慮,為使曲線平順過(guò)渡,以避免水流分離,減少漩渦阻 力,改善螺旋槳的工作條件,取直線或微凹過(guò)渡為宜;從布置考慮,一是尾部甲板面積的需 要, 直接影響到尾端形狀及半寬。 二是對(duì)于雙槳船, 要考慮甲板寬度能使螺旋槳處于船體的 保護(hù)范圍之內(nèi)。?各自使用于哪種船舶?12、首、尾橫剖面型線有哪幾種形式,與哪些性能有關(guān) ?以下幾種型式:?u 型:面積上下分布均勻,也就是排水體積盡量沿吃水高度均勻分布,使設(shè)計(jì)水線削瘦, 就首部來(lái)說(shuō),導(dǎo)致半進(jìn)流
42、角減少,有利于J興波阻力;對(duì)尾部,U形剖面使伴流比較均勻,有利于提高船身效率,改善螺旋槳工作條件,降低螺旋槳激振力。但相對(duì)于 濕面積大,摩擦阻力大。且 速船舶,采用 U 形剖面較多。?V 形:面積的分布偏于上部, 段水流順暢,可減少施渦阻力。u 形剖面的耐波性如縱搖等相對(duì)于 V 差。V型,u型剖面大型運(yùn)輸船舶及中高V 形剖面使去流V 形剖面對(duì)耐波性有利,縱搖、垂蕩的阻尼增加,幅因?yàn)闈衩娣e小,摩擦阻力小。對(duì)尾部來(lái)說(shuō),此外,值降低。小型船舶如漁船、拖船、快艇多采用V形剖面。?中 U 或中 U 型:大多是中型船舶采用,它兼顧到阻力、耐波性兩個(gè)方面的要求。?首部V型、尾部U型或首部中U型、尾部V型等:
43、有不少船是從提高耐波性和改善螺旋槳 的工作條件出發(fā),或兼顧到阻力性能等,采用首尾不同的橫剖面型式。 首部型線:大型船因其船長(zhǎng),干舷較大,首部不易上浪,縱搖不大,因此從靜水阻力性能為 主來(lái)考慮,選取 U 型為宜;中型船舶則常用快速性與耐波性兼顧的中間型;小型船舶從耐 波性和幾何聯(lián)系的角度考慮采用V型剖面;對(duì)F*=0.2的低速船,因摩擦阻力占總阻力的比例較大,常用 V形剖面;而對(duì)中高速船,則采用U或中間型較為有利;尾部型線:對(duì)于單槳船,從減少軸功率看,低速船最好采用中U 型,高速船采用中 V 型;雙槳船采用V型,可保證螺旋槳有較好的供水,提高推進(jìn)效率。 其水上部分的型線設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素? 水下部
44、分向水上部分過(guò)渡和順, 避免突變, 特別是在設(shè)計(jì)水線附近要注意; 首部適度外 飄, 可以減少船在波浪中航行時(shí)的甲板上浪與淹濕性。 但對(duì)高速船舶外飄過(guò)大時(shí), 在波浪中 縱搖和垂蕩可能產(chǎn)生“外飄砰擊”,出現(xiàn)整個(gè)船體“顫振”;甲板面積的需要。主要是錨機(jī)布置及考慮錨泊的情況。14.船中剖面形狀是如何確定的? 對(duì)于船體中橫剖面來(lái)說(shuō),當(dāng) B、T、Cm以及D確定以后,形狀也基本確定。確定船中橫剖面 形狀時(shí),要注意二點(diǎn):保證面積 Am的大小,Am=Cm*B*T ;確定合適的船底升高 d平板龍 骨半寬f、舭部半徑R的數(shù)值。5、不同類型船的貨艙劃分應(yīng)如何考慮? ?雜貨船貨艙的數(shù)目及長(zhǎng)度應(yīng)滿足:保證建造規(guī)范要求的最
45、少水密艙壁數(shù);有抗沉性要 求的船應(yīng)考慮可浸長(zhǎng)度對(duì)艙長(zhǎng)的限制;滿足使用要求;裝卸效率,裝卸時(shí)間均衡性;按起貨 設(shè)備配置來(lái)劃分貨艙,由于貨艙兩端需設(shè)置吊車,艙長(zhǎng)要顧及兩端吊車的干擾?散貨船兩端貨艙可適當(dāng)延長(zhǎng),其他艙以等艙長(zhǎng)為宜;對(duì)設(shè)置起貨設(shè)備的船,要結(jié)合起 貨設(shè)備的配置, 使艙長(zhǎng)和船寬保持適當(dāng)?shù)谋壤?谷物兼運(yùn)礦砂的散貨船可采用大小艙結(jié)合的 布置方式,小艙運(yùn)礦砂,或采用隔艙裝載的方式。?集裝箱船艙長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)所載運(yùn)集裝箱的箱長(zhǎng)和行數(shù)來(lái)決定。艙長(zhǎng)與箱子總長(zhǎng)之比取為I. 21.3為宜。使用并節(jié)省地位。 其中扶梯應(yīng)盡可能縱向布 建筑內(nèi)部各處所之間,內(nèi)部與外部之間的通 主梯道應(yīng)寬敞, 客船主梯道應(yīng)保證旅客上下船、18、船上通道與扶梯的布置應(yīng)遵循的原則? 滿足相關(guān)規(guī)范的固定梯道設(shè)置應(yīng)
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