課件第五章船舶主要要素的選定

1、第五章第五章 船舶主要要素的選定船舶主要要素的選定2本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)u船舶排水量的估算船舶排水量的估算u船舶主尺度的估算船舶主尺度的估算u船型系數(shù)的估算船型系數(shù)的估算3第一節(jié)節(jié) 概概 述 船舶主要要素及其重要性定定義義 船舶的排水量、主要尺度以及船型船舶的排水量、主要尺度以及船型系系數(shù)統(tǒng)稱為數(shù)統(tǒng)稱為船舶主要要素。船舶主要要素。重要性重要性 1 1、描述船舶幾何形、描述船舶幾何形狀狀的最基本的特征的最基本的特征數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 2 2、對(duì)對(duì)船舶的船舶的經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)性能有重大影性能有重大影響響 3 3、對(duì)對(duì)船舶的船舶的設(shè)計(jì)質(zhì)設(shè)計(jì)質(zhì)量起量起決決定性的作用定性的作用4一、確定船舶主要要素應(yīng)滿應(yīng)滿足的基本要求1.1.

2、滿足浮力要求滿足浮力要求2.2. 滿足容量要求滿足容量要求3.3. 滿足新船的各項(xiàng)技術(shù)性能滿足新船的各項(xiàng)技術(shù)性能4.4. 滿足用船部門對(duì)新船的使用要求滿足用船部門對(duì)新船的使用要求5.5. 滿足客觀條件對(duì)新船主要要素的限制滿足客觀條件對(duì)新船主要要素的限制6.6. 努力提高新船的經(jīng)濟(jì)性努力提高新船的經(jīng)濟(jì)性5二、確定船舶主要要素的特點(diǎn)確定船舶確定船舶主要要素主要要素的特點(diǎn)的特點(diǎn)2.求解的靈求解的靈活性與多活性與多解性解性1.問題的綜問題的綜合性合性3.求解過程求解過程逐步近似逐步近似6三、確定船舶主要要素的一般步驟驟12465任務(wù)書分析調(diào)查研究估取第一近似值 性能校核 繪圖核算 3確立設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想7

3、主尺度選優(yōu)7第二節(jié)節(jié) 選選取主要要素的綜綜合分析一、選取船長一、選取船長L L時(shí)的綜合分析時(shí)的綜合分析u主尺度限制主尺度限制 船閘、碼頭、船臺(tái)、船塢、內(nèi)河彎道等船閘、碼頭、船臺(tái)、船塢、內(nèi)河彎道等u浮力浮力 船的浮力排水量船的浮力排水量u快速性快速性 船長對(duì)船舶阻力的影響船長對(duì)船舶阻力的影響u總布置總布置 艙容及甲板面積艙容及甲板面積u經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 船體鋼料重量及空船重量的影響船體鋼料重量及空船重量的影響u耐波性耐波性 船舶縱搖及升沉運(yùn)動(dòng)的影響船舶縱搖及升沉運(yùn)動(dòng)的影響u操縱性操縱性 船舶航向穩(wěn)定性及回轉(zhuǎn)性的影響船舶航向穩(wěn)定性及回轉(zhuǎn)性的影響u抗沉性抗沉性 船舶可浸長度的影響船舶可浸長度的影響8二、

4、選選取船寬時(shí)寬時(shí)的綜綜合分析 主尺度限制 船寬受到航線上船閘門寬、橋孔寬及船臺(tái)、船塢寬度限制船寬受到航線上船閘門寬、橋孔寬及船臺(tái)、船塢寬度限制 穩(wěn)性與橫搖 船寬對(duì)穩(wěn)性的影響最大船寬對(duì)穩(wěn)性的影響最大 總布置 載重型船，增大船寬，艙容增大，可加大貨艙口寬度，有載重型船，增大船寬，艙容增大，可加大貨艙口寬度，有利于總布置：布置地位船，依據(jù)總布置初選船寬利于總布置：布置地位船，依據(jù)總布置初選船寬 浮力和經(jīng)濟(jì)性 問題問題：選取船寬時(shí)，與船長選取之間的矛盾性：選取船寬時(shí)，與船長選取之間的矛盾性 快速性為為什么么？9三、選選取型深時(shí)時(shí)的綜綜合分析Title增加型深，提高船增加型深，提高船舶重心，對(duì)穩(wěn)性不舶重

5、心，對(duì)穩(wěn)性不利利增大型深，有利于增大型深，有利于總縱強(qiáng)度及剛度?？偪v強(qiáng)度及剛度。對(duì)于大船有利于經(jīng)對(duì)于大船有利于經(jīng)濟(jì)性；對(duì)于小船不濟(jì)性；對(duì)于小船不利于經(jīng)濟(jì)性。利于經(jīng)濟(jì)性。載重型船載重型船-艙容艙容 布置地位型船布置地位型船-主體主體 內(nèi)的布置要求內(nèi)的布置要求小型船舶小型船舶-機(jī)艙高度機(jī)艙高度增加型深，可增加增加型深，可增加船的干舷船的干舷10四、選選取設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)吃水時(shí)時(shí)的綜綜合分析快速性與經(jīng)濟(jì)性快速性與經(jīng)濟(jì)性增大吃水可減輕船體重增大吃水可減輕船體重量，降低船價(jià)減小船舶量，降低船價(jià)減小船舶阻力，提高推進(jìn)效率，阻力，提高推進(jìn)效率，改善快速性改善快速性浮力浮力 增加吃水對(duì)增大浮力最方增加吃水對(duì)增大浮力最

6、方便、最有效便、最有效主尺度限制主尺度限制受航道與港口水受航道與港口水深的限制，需有深的限制，需有富裕水深富裕水深11五、選選取方形系數(shù)時(shí)數(shù)時(shí)的綜綜合分析浮力浮力快速性與耐波性快速性與耐波性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性方形系數(shù)是聯(lián)系船舶排水量與主尺度的紐帶，方形系數(shù)是聯(lián)系船舶排水量與主尺度的紐帶，當(dāng)主尺度不變，改變方形系數(shù)可方便的調(diào)整浮力當(dāng)主尺度不變，改變方形系數(shù)可方便的調(diào)整浮力減小方形系數(shù)可降低船舶的剩余阻力，減小方形系數(shù)可降低船舶的剩余阻力，同時(shí)可減緩船在波浪中的縱搖升沉運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可減緩船在波浪中的縱搖升沉運(yùn)動(dòng)，并可顯著的改善快速性及耐波性并可顯著的改善快速性及耐波性適當(dāng)增大方形系數(shù)可降低船舶適當(dāng)增大方形

7、系數(shù)可降低船舶重量及船價(jià)，提高船舶經(jīng)濟(jì)性重量及船價(jià)，提高船舶經(jīng)濟(jì)性總布置總布置增大方形系數(shù)有利于增大貨艙艙容，增大方形系數(shù)有利于增大貨艙艙容，也有利于機(jī)艙和船端艙室的布置與建造也有利于機(jī)艙和船端艙室的布置與建造12第三節(jié)節(jié) 載載重型船主尺度的確定一、船舶船舶類類型型劃劃分分船舶種類船舶種類定義定義主要矛盾主要矛盾入手之處入手之處典型船型典型船型載重型船載重型船載重量與排水載重量與排水量比值較大，量比值較大，較穩(wěn)定的船舶較穩(wěn)定的船舶載重量載重量重力與浮力平重力與浮力平衡衡油船、散貨船油船、散貨船及雜貨船及雜貨船布置地位型船布置地位型船為了布置各種為了布置各種用途的艙室需用途的艙室需要較大艙容或要

8、較大艙容或甲板面積的船甲板面積的船舶舶船舶容量船舶容量總布置總布置客船、科學(xué)考客船、科學(xué)考察船、集裝箱察船、集裝箱船和載駁船船和載駁船13二、排水量估算 載載重量系數(shù)數(shù)法及諾諾曼系數(shù)數(shù)法一、載重量系數(shù)法一、載重量系數(shù)法常用于載重型船第一次估算常用于載重型船第一次估算 （載重量系數(shù)）的物理意義是：船的載重量（載重量系數(shù)）的物理意義是：船的載重量占排水量的百分?jǐn)?shù)占排水量的百分?jǐn)?shù) 的變化規(guī)律是，對(duì)于載重量大的船，的變化規(guī)律是，對(duì)于載重量大的船， 要要大些大些 dwDW dwdwdw14常見船舶載重量系數(shù)的大致范圍常見船舶載重量系數(shù)的大致范圍中小型貨船中小型貨船0.700.57中小型客船中小型客船0.

9、500.30大型貨船大型貨船0.730.63大型客船大型客船0.550.40中小型油船中小型油船0.650.50拖船拖船0.150.05大型油船大型油船0.850.65漁船漁船0.400.30駁船駁船0.800.7015二、諾曼系數(shù)法二、諾曼系數(shù)法 運(yùn)用條件運(yùn)用條件：具有相近的母型船且新船載重：具有相近的母型船且新船載重量與母型船相差不大量與母型船相差不大 諾曼系數(shù)的由來諾曼系數(shù)的由來16式中式中NN諾曼系數(shù)諾曼系數(shù)新船重量即為：新船重量即為：17對(duì)諾曼系數(shù)的簡要分析對(duì)諾曼系數(shù)的簡要分析物理意物理意義義 表示載重量增加表示載重量增加1t1t時(shí)船舶排水量的增量時(shí)船舶排水量的增量數(shù)值特點(diǎn)數(shù)值特點(diǎn)1

10、 1、恒有、恒有N1,N1,即如果載重量增加即如果載重量增加1t,1t,則排水量則排水量必須增加必須增加1t1t以上以上2 2、N N大小隨船型而異，載重型船的較小，布大小隨船型而異，載重型船的較小，布置型船的較大置型船的較大3 3、N N的大小隨所改變的主尺度而異的大小隨所改變的主尺度而異18三、主尺度初選三、主尺度初選p按母型船比例換算按母型船比例換算 前提：前提：設(shè)計(jì)船與母型船航速、載重量差別不大，設(shè)計(jì)船與母型船航速、載重量差別不大，并假定二者的方形系數(shù)相同并假定二者的方形系數(shù)相同船長、型寬、吃水的估算船長、型寬、吃水的估算 19型深的估算型深的估算20型深根據(jù)貨艙容量方程式進(jìn)行估算型深

11、根據(jù)貨艙容量方程式進(jìn)行估算21四、技術(shù)性能校核與主尺度調(diào)整四、技術(shù)性能校核與主尺度調(diào)整重量校核重量校核艙容及最小干舷校核艙容及最小干舷校核穩(wěn)性及橫搖周期校核穩(wěn)性及橫搖周期校核航速校核航速校核22第四節(jié)第四節(jié) 布置地位型船主尺度的確定布置地位型船主尺度的確定u 布置地位型船的主尺度主要取決于所需的布置地位型船的主尺度主要取決于所需的船主題容積及上層建筑甲板面積船主題容積及上層建筑甲板面積u確定思路確定思路從布置上所需地位入手從布置上所需地位入手L L、B B、D D船舶六大性能船舶六大性能合理的主尺度合理的主尺度23以集裝箱為例確定布置型船的主尺度以集裝箱為例確定布置型船的主尺度箱型箱型高高/m

12、m/mm 寬寬/mm/mm 長長/mm/mm最小內(nèi)部容積最小內(nèi)部容積限定最大重量限定最大重量/kg/kg1AA1AA2591259124382438121921219264.864.830480304801A1A2438243824382438121921219260.560.530480304801CC1CC25912591243824386058605831.731.720320203201C1C24382438243824386058605829.629.62032020320標(biāo)準(zhǔn)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)集裝箱24一、按布置要求初選主尺度一、按布置要求初選主尺度確定新船裝箱的行、列、層數(shù)確定新船裝箱的

13、行、列、層數(shù) 調(diào)查研究與新船相近的實(shí)船的有關(guān)資料調(diào)查研究與新船相近的實(shí)船的有關(guān)資料選船長選船長選船寬選船寬 新船裝箱的列數(shù)新船裝箱的列數(shù)選型深選型深 雙層底高、艙內(nèi)箱層數(shù)及艙口圍板高度雙層底高、艙內(nèi)箱層數(shù)及艙口圍板高度25二、排水量的估算二、排水量的估算估算空船重量估算空船重量估算載重量估算載重量估算新船排水量估算新船排水量三、方形系數(shù)的確定三、方形系數(shù)的確定 根據(jù)重力與浮力平衡的浮性方程式進(jìn)行計(jì)算根據(jù)重力與浮力平衡的浮性方程式進(jìn)行計(jì)算四、技術(shù)性能校核四、技術(shù)性能校核主要指初穩(wěn)性和航速校核主要指初穩(wěn)性和航速校核型線草圖和總型線草圖和總布置草圖怎樣布置草圖怎樣得來得來26第五節(jié)第五節(jié) 主尺度優(yōu)化主尺度優(yōu)化一、基本概念一、基本概念設(shè)計(jì)船的主尺度要滿足相關(guān)要求及各種因設(shè)計(jì)船的主尺度要滿足相關(guān)要求及各種因素的制約，這些要求與限制統(tǒng)稱為素的制約，這些要求與限制統(tǒng)稱為主尺度主尺度的約束條件的約束條件滿足約束條件的船型方案，稱為滿足約束條件的船型方案，稱為可行方案可行方案新船主尺度在某一范圍內(nèi)的取值能滿足約新船主尺度在某一范圍內(nèi)的取