第1章_船体形状
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船舶原理(1)
第一节 船舶主尺度、主尺度比和船型系数
4、吃水（Draft） 吃水（Draft）
吃水——船底至有关水线面之间的垂直距离。 吃水——船底至有关水线面之间的垂直距离。 船底至有关水线面之间的垂直距离
（1）型吃水dm——从龙骨板上缘量到有关水线面之间 型吃水d ——从龙骨板上缘量到有关水线面之间 的垂直距离。 的垂直距离。 实际吃水d——从龙骨板下缘量到有关水线面之 （ 2 ） 实际吃水 d—— 从龙骨板下缘量到有关水线面之 间的垂直距离。 间的垂直距离。 设计吃水（夏季满载吃水） ——船舶装载设计 （3）设计吃水（夏季满载吃水）ds——船舶装载设计 要求的载荷重量时，在正浮的情况下， 要求的载荷重量时，在正浮的情况下，中横剖面处从 船底基线量到设计（夏季满载）水线面的垂直距离。 船底基线量到设计（夏季满载）水线面的垂直距离。
第一节 船舶主尺度、主尺度比和船型系数
1、船长
（4）设计水线面长度LWL——设计水线面前后 设计水线面长度L ——设计水线面前后 两端之间的距离。 两端之间的距离。 登记长度L ——量自龙骨板上缘的最小 （5）登记长度LR——量自龙骨板上缘的最小 型深的85％处的水线长度的96％， ％，或沿该水线 型深的85％处的水线长度的96％，或沿该水线 面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度， 面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度，两者 取较大者。 取较大者。
第二节
三、基线和坐标系
纵向基线和X坐标 纵向基线和 坐标
船体型线图
纵向基线——基平面和中线面的交线 基平面和中线面的交线 纵向基线 X坐标轴 坐标轴——沿纵向基线设置，正方向指向船首，原点在中 沿纵向基线设置， 坐标轴 沿纵向基线设置 正方向指向船首， 站面上
横向基线和Y坐标 横向基线和 坐标
第一章 船舶与货物基础知识
总吨位GT的用途
表示商船建造规模的大小,作为商船拥有量的统计 单位 作为计算造船、租船、买卖船舶等费用的基准 作为划分船舶等级、技术管理和设备要求的基准 作为船舶登记、检验、丈量等收费基准 作为确定海损最高赔偿额的基准 作为计算船舶净吨位的基准 作为某些港口使费的计算基准
G1
可变储备量 G2 随航次时间长短和补给方 案不同而变化的那部分物质的重量，它 包括燃料、润料和淡水。
船舶常数C 参加营运后的空船重量与新船出厂时的空 船重量之差称为船舶常数
船舶定期修理和局部改装引起的空船重量该变 量 货舱内货物、衬垫物料及垃圾的残留重量 液体舱柜、污水井内油、水的残留物或沉淀物； 船上库存的废旧机件、器材及物料 为改善船舶性能而设置的固定压载物； 船体外附着的海生物重量与其浮力的差值。
V Cvp d Aw
第二节 船舶浮性
船舶漂浮于水面上处于平衡状态，其平 衡的条件是：重力和浮力大小相等、方 向相反并作用于同一垂线上。 重力的作用中心称为重心，以G表示； 浮力的作用中心称为浮心，以B表示，B 实际上是水线下船体排水体积的几何中 心。
第二节常用船舶坐标系统
原点位于基线中点的首向坐标系统 我国使用。 Z
舱容系数μ（ω）
Vi .ch
NDW
舱容系数是表征船舶对轻货或重货 适应能力的指标。μ大，说明船舶适宜 装轻货；μ小，说明船舶适宜装重货。
船舶登记吨位
船舶的登记吨位是一种容积吨，表 示船舶的规模大小和载货容积能力。 总吨位GT（Gross tonnage） 登记吨位
净吨位NT（Net tonnage）
V GT 2.83
船舶原理第章课件
船体型线图上还绘有上甲板边线（上甲板和船体 型表面的交线）。
纵剖线、横剖线和水线虽然是分别画在三个投影 面上，但它们的位置却都是相互对应的，即在任 何投影面上的任何一点，都应能在另两个投影面 上找到它的相对应点。
完整的型线图还包括主尺度及主要参数和型值表。 船舶原理第章课件
3、型深 型深（D）:指在船长中点处，沿船舷由龙骨上
缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
船舶原理第章课件
主尺度
4、型吃水（d）——是船舶浸沉深度的一个度量。
为基线至设计水线的垂直距离。 平均吃水dm;首吃水df;尾吃水da；吃水差t 。 平均吃水 dm=df+da∕2 吃水差 t = df- da
抗沉性
操纵性（航向稳定性、回转性 ）
船舶原理第章课件
第一章 船舶形状及近似计算
§1-1 主尺度、船型系数、尺度比 §1-2 船舶型线图 §1-3船体计算的近似积分法
船舶原理第章课件
三个基准面
中线面XOZ平面——它将船体分为 左右舷两个对称部分的纵向垂直 平面，是量度船体横向尺度的基 准面。
5、垂向棱形系数——表征排水体积沿船舶垂向的分布
情况。其数值大即水线面面积小，则表示其排水体积沿吃
水方向分布均匀。
对于同一船舶的船体系数：中横剖面系数数值最 大，棱形系数数值较小，方形系数数值最小。
水线面系数、中横剖面系数、方形系数为独立无 因次系数，而棱形系数和垂向棱形系数可以从前 三者导出。
船舶原理第章课件
船型系数
面积系数 水线面系数
CW
AW LB
中横剖面系数
CM
AM Bd
式中：AW——水线面面积；AM——中横
剖面浸水面积；V——排水体积。
船舶原理(2)
1）水线面面积静矩（对船中）
半宽值(m)
站号
L2 bp 20 ( X f ) AW x y ( x) dx 200 0
L 2
2）水线以下横剖面面积静矩（对基线）
型吃水(m) 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0.00
1、船长
（4）设计水线面长度LWL——设计水线面前后 两端之间的距离。 （5）登记长度LR——量自龙骨板上缘的最小 型深的85％处的水线长度的96％，或沿该水线 面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度，两者 取较大者。
第一节 船舶主尺度、主尺度比和船型系数
2、船宽
（1）最大船宽Bmax——包括外板和永久性突出 物在内的船舶最大宽度。 （2）型宽（Moulded breadth）B——设计水线 面的最大宽度，不包括外板及其他突出物。 （3）登记宽度BR——船舶的最大宽度处的宽 度，包括两舷外板，但不包括固定突出物。
Z c Am 2 z y( z ) dz
0
d
5.00
10.00
15.00
半宽值(m) 20.00
第三节 船体近似计算
一、船体静水力计算的基本内容
3、求型排水体积
W
L
Vm Aw ( z ) dz
0
L 2
d
Vm L Am ( x) dx
2
第三节 船体近似计算
一、船体静水力计算的基本内容
2、求体积静矩
W
L
M YOZ X b Vm L x Am ( x) dx
船体结构与识图-魏莉洁
第一章船体线型及结构概述船体结构型式依据船舶的类型而定，与所用材料和连接方式有关，也与船体形状、尺度及受力情况有很大关系。
第一节船体线型与尺度一、船体线型为了使船舶航行时所受到的阻力最小，船体的表面都做成流线形的光滑曲面，船体两端尖瘦中间肥大，如图1-1所示。
图1-1 船体形状（船图P13图1-2-1）不同船舶的船体的形状也不完全相同。
船体形状可以从三个方面来看：1．船体侧面形状船体侧面形状包括甲板边线、龙骨线及首、尾外形轮廓线形状。
（1）甲板边线和龙骨线甲板边线有首尾升高的舷弧形曲线、折线和水平直线形状等。
舷弧可以减少首尾上浪，也可增加首尾的储备浮力。
有些内河船舶为简化结构和便于施工，也用水平的甲板线。
龙骨线有水平直线、倾斜直线、曲线或断折曲线几种形式。
水平直线式使用最广，便于制造和进坞修理。
倾斜直线式一般均为尾倾。
这往往是因为首吃水受到限制，或是为了放置较大直径的螺旋桨，如登陆艇、拖船、渔船、快艇等。
机帆船及滑行快艇等特殊船型的龙骨线则为曲线或断折曲线式，图1-2所示为几种形式的甲板线和龙骨线形状。
图1-2 甲板线和龙骨线形状（船图P13图1-2-2）（2）船首形状如图1-3所示，常见的船首形状有：直立型首，首柱呈与基线相垂直或接近垂直的直线，首部甲板面积不大。
这种首现在主要用于驳船和特种船舶上，见图1-3a）。
前倾型首，首柱呈直线前倾或微带曲线前倾，首部不易上浪，甲板面积大，在发生碰撞时船体水线以下的部分不易受损，外观上比较简洁，有快速感。
军船上多采用直线前倾型，民船上常用微带曲线前倾型，见图1-3b）。
飞剪型首，首柱在设计水线以上呈凹形曲线，首部不易上浪，且较大的甲板悬伸部可以扩大甲板面积，有利于布置锚机和系船设备。
飞剪型首常用在远洋航行的大型客船和一些货船上，见图1-3c）。
破冰型首，设计水线以下的首柱呈倾斜状，与基线约成30°夹角，以便冲上冰层。
该型式的首用于破冰船上，见图1-3d）。
2-1_船体形状及近似计算方法
Cwp = Aw／(Lwl×B)
Cwp反映水线面的丰满程度，影响船的稳性和快速性。
中剖面系数Cm
• 它是中横剖面在设计水线下的型面积Am与对
应的设计水线宽和吃水乘积(即矩形面积B×T) 的比值：
Cm = Am／(B×T)
内河船和大型运输船的Cm值大，中横剖面较丰满。 快速船和中小型船Cm值较小，中横剖面较瘦削。
必须掌握 注意掌握它们与船舶 性能的关系 理解生成的原理
第2节 船体计算及近似计算方法
1. 2. 3.
船体常见计算 船体坐标系 近似计算方法
1. 船体常见计算
与面积相关的计算 面积 形心位置 面积矩 面积惯矩 与体积相关的计算 体积 形心 ……
2. 船体坐标系
Cp = ▽／(Am×L)
Cp的大小反映船舶排水体积沿船长的分布情况。
值越大，表示排水体积沿船长分布较均匀。 值越小，表示船舶的排水体积较集中于中部，两端瘦削。
该系数与船舶的快速性有密切关系。
五、船体型线图
船舶主要尺度表示出船体的外形尺寸； 主尺度比和船型系数则反映出船体形状的特征； 它们都未能完整地反映出船体这一空间几何体的 准确形状。 船体型线图是一张完整、精确地表示船体形状 的图样，是造船的重要依据。 型线:是船体型表面与平行于基准面的一系列平 面相交而得到的曲线。
基平面 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘， 并且平行于设计水线面的平面。 基线 基平面和中线面的交线
二、船舶主要尺度
表征船舶大小的尺寸称为船舶的主要尺度。
钢质船体的内表面称为船体的型表面，凡 吃水（T、d）——通常指在中站面处，自 设计水线长（Lwl）——设计水线面上船 型宽（B）——船体型表面之间垂直于中线 垂线间长（Lpp）——首垂线和尾垂线之间 型深（D、H）——通常指在中站面处，沿 总长（Loa）——船体首尾两端点之间的 是量到型表面的尺寸称为型尺寸，在计算 龙骨线量至设计吃水的垂直距离。 体型表面首尾端点之间的距离； 面的最大水平距离； 的水平距离，又称两柱间长； 舷侧自龙骨线量至上甲板边线的垂直高度； 水平距离； 船舶性能时通常用到的就是型尺寸。
Cwp反映水线面的丰满程度，影响船的稳性和快速性。
中剖面系数Cm
• 它是中横剖面在设计水线下的型面积Am与对
应的设计水线宽和吃水乘积(即矩形面积B×T) 的比值：
Cm = Am／(B×T)
内河船和大型运输船的Cm值大，中横剖面较丰满。 快速船和中小型船Cm值较小，中横剖面较瘦削。
必须掌握 注意掌握它们与船舶 性能的关系 理解生成的原理
第2节 船体计算及近似计算方法
1. 2. 3.
船体常见计算 船体坐标系 近似计算方法
1. 船体常见计算
与面积相关的计算 面积 形心位置 面积矩 面积惯矩 与体积相关的计算 体积 形心 ……
2. 船体坐标系
Cp = ▽／(Am×L)
Cp的大小反映船舶排水体积沿船长的分布情况。
值越大，表示排水体积沿船长分布较均匀。 值越小，表示船舶的排水体积较集中于中部，两端瘦削。
该系数与船舶的快速性有密切关系。
五、船体型线图
船舶主要尺度表示出船体的外形尺寸； 主尺度比和船型系数则反映出船体形状的特征； 它们都未能完整地反映出船体这一空间几何体的 准确形状。 船体型线图是一张完整、精确地表示船体形状 的图样，是造船的重要依据。 型线:是船体型表面与平行于基准面的一系列平 面相交而得到的曲线。
基平面 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘， 并且平行于设计水线面的平面。 基线 基平面和中线面的交线
二、船舶主要尺度
表征船舶大小的尺寸称为船舶的主要尺度。
钢质船体的内表面称为船体的型表面，凡 吃水（T、d）——通常指在中站面处，自 设计水线长（Lwl）——设计水线面上船 型宽（B）——船体型表面之间垂直于中线 垂线间长（Lpp）——首垂线和尾垂线之间 型深（D、H）——通常指在中站面处，沿 总长（Loa）——船体首尾两端点之间的 是量到型表面的尺寸称为型尺寸，在计算 龙骨线量至设计吃水的垂直距离。 体型表面首尾端点之间的距离； 面的最大水平距离； 的水平距离，又称两柱间长； 舷侧自龙骨线量至上甲板边线的垂直高度； 水平距离； 船舶性能时通常用到的就是型尺寸。
第1章 船体形状
总长（ 总长（LOA — Length Overall） ） 自船首最前端至船尾最后端的水平距离 自船首最前端至船尾最后端的水平距离 最前端至船尾最后端 进船坞、码头或过闸时采用） （进船坞、码头或过闸时采用）
LOA
12
一 、主尺度
垂线间长（ 垂线间长（LPP — Length Between Perpendiculars) • 首垂线 与尾垂线 之间的水平距离。 首垂线FP与尾垂线AP之间的水平距离 之间的水平距离。 • （习惯上默指的船长，在船舶静水力计算中采用） 习惯上默指的船长 在船舶静水力计算中采用） 默指的船长，
5
三个基本投影平面
船体外形是用投影到三个相互垂直的基本平面上来表示的。这三个基 本投影平面称为主坐标平面：
通过船宽中央的纵向垂直平面， 中线面 —— 通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右 两部分，因此中线面也是船体的对称面。 两部分，因此中线面也是船体的对称面。 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（ 中站面 —— 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号 的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。 的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘 船底板上缘平行于设计水线面的 基平面 —— 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘平行于设计水线面的 平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。 平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。 表示） 表示）
第1章 船体形状ຫໍສະໝຸດ 12水线面
设计水线 5
6
中纵剖面
2
4 3
2400WL
1200WL 1 0
横剖面 轮廓线
Wuhan University of Technology
LOA
12
一 、主尺度
垂线间长（ 垂线间长（LPP — Length Between Perpendiculars) • 首垂线 与尾垂线 之间的水平距离。 首垂线FP与尾垂线AP之间的水平距离 之间的水平距离。 • （习惯上默指的船长，在船舶静水力计算中采用） 习惯上默指的船长 在船舶静水力计算中采用） 默指的船长，
5
三个基本投影平面
船体外形是用投影到三个相互垂直的基本平面上来表示的。这三个基 本投影平面称为主坐标平面：
通过船宽中央的纵向垂直平面， 中线面 —— 通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右 两部分，因此中线面也是船体的对称面。 两部分，因此中线面也是船体的对称面。 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（ 中站面 —— 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号 的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。 的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘 船底板上缘平行于设计水线面的 基平面 —— 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘平行于设计水线面的 平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。 平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。 表示） 表示）
第1章 船体形状ຫໍສະໝຸດ 12水线面
设计水线 5
6
中纵剖面
2
4 3
2400WL
1200WL 1 0
横剖面 轮廓线
Wuhan University of Technology
第一篇第1章船体形状及近似计算
比（图1 一4 〕 ，即；
它的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
2 - 10
船形系数
( 4 ）棱形系数［CP〕——船体水线以下的型排水体积▽ 与由相对应的中横剖面面积AM 、船长L 所构成的棱柱体 体积之比（图1 一5 ) ，即
它的大小表示排水 体积沿船长方向的 分布情况。CP又称 纵向棱形系数。
2 - 11
2 - 33
五、数值积分法在船体计算中的应用
2 - 21
一、计算的一般表达式
参阅图1 一8 ，设曲线CD 为船体上某一段曲线并以 y=f(x)来表示，该曲线在（xl,x2）区间所围的面积、面积 矩、形心位置及惯性矩等表达式分别如下： 1.面积
2 ．对OX轴和OY轴的面积矩
2 - 22
计算的一般表达式
3 ．形心g 的位置
4 ．对OX轴和OY轴的面积惯性矩
2 - 13
2 - 14
例题1
１、某军舰长L=92.0m,舰宽B=9.1m,吃水T=2.9m,中横剖 面系数 Cm=0.814,方型系数 Cb =0.468，求(a) 排水体积 ;(b)中横剖面面积AM;(c)纵向棱型系数 Cp 解：
L B T Cb 92.09.1 2.9 0.468 1136.25(m3) AM B T Cm 9.1 2.9 0.814 21.481(m2 ) Cp CB CM 0.468 0.814 0.575
( 5 ）干舷［F」——在船侧中横剖面处自设计水线至上 甲板边板上表面的垂直距离。因此，干舷F 等于型深D 与2 -吃7 水d 之差再加上甲板及其敷料的厚度。
二、船形系数
( 1 )水线面系数「CWP〕——与基平面相平行的任一水线 面的面积Aw 与由船长L 、型宽B所构成的矩形面积之 比(图1 一3 ( a ) ) ．即 ．
它的大小表示船体水下体积的肥瘦程度。
2 - 10
船形系数
( 4 ）棱形系数［CP〕——船体水线以下的型排水体积▽ 与由相对应的中横剖面面积AM 、船长L 所构成的棱柱体 体积之比（图1 一5 ) ，即
它的大小表示排水 体积沿船长方向的 分布情况。CP又称 纵向棱形系数。
2 - 11
2 - 33
五、数值积分法在船体计算中的应用
2 - 21
一、计算的一般表达式
参阅图1 一8 ，设曲线CD 为船体上某一段曲线并以 y=f(x)来表示，该曲线在（xl,x2）区间所围的面积、面积 矩、形心位置及惯性矩等表达式分别如下： 1.面积
2 ．对OX轴和OY轴的面积矩
2 - 22
计算的一般表达式
3 ．形心g 的位置
4 ．对OX轴和OY轴的面积惯性矩
2 - 13
2 - 14
例题1
１、某军舰长L=92.0m,舰宽B=9.1m,吃水T=2.9m,中横剖 面系数 Cm=0.814,方型系数 Cb =0.468，求(a) 排水体积 ;(b)中横剖面面积AM;(c)纵向棱型系数 Cp 解：
L B T Cb 92.09.1 2.9 0.468 1136.25(m3) AM B T Cm 9.1 2.9 0.814 21.481(m2 ) Cp CB CM 0.468 0.814 0.575
( 5 ）干舷［F」——在船侧中横剖面处自设计水线至上 甲板边板上表面的垂直距离。因此，干舷F 等于型深D 与2 -吃7 水d 之差再加上甲板及其敷料的厚度。
二、船形系数
( 1 )水线面系数「CWP〕——与基平面相平行的任一水线 面的面积Aw 与由船长L 、型宽B所构成的矩形面积之 比(图1 一3 ( a ) ) ．即 ．
第一章 船舶基础知识
（4）型深吃水比 D / T
该值影响船舶大角度横倾时的稳性和抗沉性。 D / T 大船的储备浮力大，对提高大倾角稳性和 抗沉性有利。
（5）长度型深比 L / D
该值影响船舶的结构强度， L / D越小，则纵总 强度越好。不同用途不同类型的船舶都有其相 应的主尺度比值。
二、船体型线图基本知识
1.标高投影与平行剖切
总长LOA ―船体型表面首尾两端点之间的水平距 离； 设计水线长LWL ―设计水线面上船体型表面首尾 端点之间的距离；也称满载水线长，是沿设计夏 季载重水线自船首垂线至船尾端点的距离 垂线间长Lpp― 首垂线和尾垂线之间的水平距离， 又称两柱间长；首垂线是通过设计水线首部端点 所作的垂线。尾垂线在有舵柱时为舵柱后缘，无 舵柱时为舵杆中心线；
减小兴波阻力途径
一个途径是通过系列船模试验的方法，研究主尺度、尺度比、船 型系数等对兴波阻力的影响，从而得到一系列阻力图谱，利用这 些图谱可以找到阻力胜能优良的船型系数，设计出相对具有较小 兴波阻力的船型。 另一个途径是在主船体上加设附属体，如装于船首部两侧水面的 消波翼。使附体所产生的波和船体产生的波互相叠加、千扰而使 波浪得以削减，从而达到减小兴波阻力的目的。目前应用最为普 遍的是设球鼻首。这是位于船体首端水线以下的凸出体，常见的 有水滴型、圆筒型等不同形状，大多成球面状向前凸出，它和船 体连接处以平缓光顺的曲线过渡。它的形状和尺寸经过精心的设 计，使球鼻首和主船体产生的波浪互相叠加而削减，减小兴波阻 力。球鼻首可使航速提高约 0.5kn。
耐波性好的船舶大体上应满足以下几方面 的要求
在波浪中的运动幅度和加速度不大； 运动比较和缓，乘员可以适应； 在风浪中失速小，螺旋桨不出水不产生飞车； 没有严重的船体砰击和波浪激发的振动； 波浪中附加的动力弯矩不致对船体结构造成损 害； 甲板上浪不严重。
船舶原理 1船体形状
第二节
船舶尺度
船舶总长LOA 设计夏季载重水线LWL
渤海大学航运学院
第二节
船舶尺度
二、登记尺度 是根据《1969年国际船舶吨位丈量公约》 的规定所定义的，是主管机关在登记船舶 和计算船舶总吨位、净吨位时所使用的尺 度，它载明于吨位证书（Tonnage Certificate）上。包括长度、宽度和型深。
尺度比能够反映船舶的肥瘦程度和某些航海性 能的好坏。 L/B-与船舶快速性和操纵性有关。 B/d-与稳性、摇荡性有关。 D/d-与船舶大角度横倾时的稳性和抗沉性有关。 B/D-与船体强度有关。 L/D-与船体强度有关。 L/d-该值增大，船舶的操纵回转性能变差。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
渤海大学航运学院
第四节
船型系数
渤海大学航运学院
第一节
型线图
渤海大学航运学院
第一节
型线图
舷弧 sheer 梁拱 camber 平行中体 parallel middle body
渤海大学航运学院
第二节
船舶尺度
是反映船体大小的几何参数，这些参数对 于船舶设计、建造、操纵、避碰、船舶管 理都十分重要。 按其度量方式不同，可分为主尺度、登记 尺度、最大尺度三类。
渤海大学航运学院
第二节
船舶尺度
型深moulded depth：在船长中点处，沿船 舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上 缘的垂直距离。 型吃水moulded draft:在船长中点处，由平 板龙骨上缘量至夏季载重水线的垂直距离。
dF dA dM 2
F D d
渤海大学航运学院
第一章船体几何要素及近似计算
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
二、船形系数
C 1、水线面系数（waterplane coefficient）
wp
Cwp
AW LB
与基平面相平行的任一水线面的面积 AW 与由船长 L型宽 B
所构成的矩形面积之比
面积之比
其大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
3、方形系数（Block coefficient）
CB LBd
CB
船体水线以下的型排水体积与由船长 L、型宽 B、吃水 d
48.60 10.00 3.60 3.00
164.60 91.77
235.60 18.14 27.30
2381 1720
3621 159.4 345.7
16475 6854
3133.1 287 750
3700t排水量长江客货船 105 16.40 4.70 3.60
2400t长江油船
93.55 13.80 4.80 3.40
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
设计水线长 设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
2、型宽B（breadth moulded）: 指船体两侧型表面（不包括船体外板厚度）之间垂直于中 线面的水平距离。一般指中横剖面设计水线处的宽度。
CWP
船体水线以下的型排水体积与由相对应的水线面面积
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
二、船形系数
C 1、水线面系数（waterplane coefficient）
wp
Cwp
AW LB
与基平面相平行的任一水线面的面积 AW 与由船长 L型宽 B
所构成的矩形面积之比
面积之比
其大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
3、方形系数（Block coefficient）
CB LBd
CB
船体水线以下的型排水体积与由船长 L、型宽 B、吃水 d
48.60 10.00 3.60 3.00
164.60 91.77
235.60 18.14 27.30
2381 1720
3621 159.4 345.7
16475 6854
3133.1 287 750
3700t排水量长江客货船 105 16.40 4.70 3.60
2400t长江油船
93.55 13.80 4.80 3.40
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
设计水线长 设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
2、型宽B（breadth moulded）: 指船体两侧型表面（不包括船体外板厚度）之间垂直于中 线面的水平距离。一般指中横剖面设计水线处的宽度。
CWP
船体水线以下的型排水体积与由相对应的水线面面积
第一章 船体形状
第一章船体形状1-1 型线图船体主要要素———主船形系数和尺度比,是表示船体形状、肥瘦程度船体外形可用投影到三个相互垂直的基本平面来表示。
这三个基本投影平面称为主坐标平面,如图1 -1 ( a) 所示。
它们分别是:(1 ) 中线面———通过船宽中央的纵向垂直平面,它把船体分为左右两部分,在极大多数情况下中线面也是船体的对称面。
(2) 中站面———通过船长( 垂线间长或设计水线长) 中点( 常用符号表示) 的横向垂直平面,它把船体分为首尾两部分。
(3 )基平面———通过中线面和中站面交线上的船底船体外形曲面与中线面的截面称为中纵剖面、与中站面的截面称为中横剖面, 船体外形曲面与位于基平面以上设计吃水处并与基平面平行的截面称为设计水线面,如图主坐标平面第一节船舶尺度、船体坐标系与基准剖面船舶的大小可由船长、型宽、型深和吃水等主尺度来度量 , 这些特征尺度的定义。
(1 ) 船长[ L] ———通常选用的船长有三种,即总长、垂线间长和设计水线长。
总长[ L O A ] : 自船首最前端至船尾最后端的水平距离。
垂线间长[ L PP ] : 首垂线FP 与尾垂线AP 之间的水平距离。
首垂线是通过设计水线与首柱前缘的交点所作的垂线( 垂直于设计水线面) ; 尾垂线一般在舵柱的后缘, 如无舵柱, 则取在舵杆的中心线上。
军舰通常以通过尾轮廓和设计水线交点的垂线作为尾垂线。
一般情况下, 如无特别说明, 习惯上所说的船长常指垂线间长。
设计水线长[ L WL ] : 设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
在船舶静水力性能计算中一般采用垂线间长L P P , 在分析阻力性能时常用设计水线长L W L , 而在船进坞、靠码头或通过船闸时应注意它的总长L OA 。
(2 ) 型宽[ B] ———指船体两侧型表面( 不包括船体外板厚度) 之间垂直于中线面的水平距离, 一般指中横剖面设计水线处的宽度。
最大船宽是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物如护舷材、舷伸甲板等在内, 并垂直于中线面的最大水平距离。
第一篇第1章船体形状及近似计算
3
AM B T Cm 9.1 2.9 0.814 21.481 (m )
2
C p CB CM 0.468 0.814 0.575
2 - 15
例题2
２、已知某巡逻艇的平均吃水T=2.05m,长宽比L/B=6.7,船 宽吃水比B/T=2.46,方型系数 Cb =0.53，求排水体积。 解：
常用的尺度比有长宽比（L／B）、宽度吃水比（B/d ）、 型深吃水比（D /d ）及长深比（L /D ）等。它们与船舶 性能、强度以及经济性等有密切关系。 ( 1 )长宽比L/B ：与船的快速性有关。该比值越大，船越 细长，在水中航行时所受的阻力越小，特别是高速航行时。 ( 2 )船宽吃水比B/T；与船的稳性、快速性和航向稳定性 有关。 ( 3 )型深吃水比D/T：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固 性及船体的容积密切相关。 ( 4 )船长吃水比L/T：与船的回转性有关，比值越小，船 越短小，回转越灵活。
三、坐标位置xi给定情况下的近似 计算法
1 ．梯形法 2 ．辛浦生第一法
3 ． [5,8,-1] 法 4．辛浦生第二法
2 - 27
1 ．梯形法
N=1 ，是以直线段近似地代替y=f(x)的曲线，坐标值只有 y0和y1，区间长度L=x1-x0 取x0=0 X1=L 。 得面积
2 - 28
h h h ( y0 y1 ), ( y1 y2 ), ( y2 y3 ) 2 2 2
二、数值积分法的一般形式
参阅图1 一10 ，以y ＝f(x)表示的曲线CD 所围的y 面积 OCDN 为：
Y=f(x)虽然是一光顺的曲线， 如果没有确切的数学表达式， 则无法用解析的定积分进行 计算。在这种情况下，只能 用给定的xi处的坐标值yi ( i ＝0，1 .…，n)进行数 2 - 26 值积分求出 A 。
AM B T Cm 9.1 2.9 0.814 21.481 (m )
2
C p CB CM 0.468 0.814 0.575
2 - 15
例题2
２、已知某巡逻艇的平均吃水T=2.05m,长宽比L/B=6.7,船 宽吃水比B/T=2.46,方型系数 Cb =0.53，求排水体积。 解：
常用的尺度比有长宽比（L／B）、宽度吃水比（B/d ）、 型深吃水比（D /d ）及长深比（L /D ）等。它们与船舶 性能、强度以及经济性等有密切关系。 ( 1 )长宽比L/B ：与船的快速性有关。该比值越大，船越 细长，在水中航行时所受的阻力越小，特别是高速航行时。 ( 2 )船宽吃水比B/T；与船的稳性、快速性和航向稳定性 有关。 ( 3 )型深吃水比D/T：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固 性及船体的容积密切相关。 ( 4 )船长吃水比L/T：与船的回转性有关，比值越小，船 越短小，回转越灵活。
三、坐标位置xi给定情况下的近似 计算法
1 ．梯形法 2 ．辛浦生第一法
3 ． [5,8,-1] 法 4．辛浦生第二法
2 - 27
1 ．梯形法
N=1 ，是以直线段近似地代替y=f(x)的曲线，坐标值只有 y0和y1，区间长度L=x1-x0 取x0=0 X1=L 。 得面积
2 - 28
h h h ( y0 y1 ), ( y1 y2 ), ( y2 y3 ) 2 2 2
二、数值积分法的一般形式
参阅图1 一10 ，以y ＝f(x)表示的曲线CD 所围的y 面积 OCDN 为：
Y=f(x)虽然是一光顺的曲线， 如果没有确切的数学表达式， 则无法用解析的定积分进行 计算。在这种情况下，只能 用给定的xi处的坐标值yi ( i ＝0，1 .…，n)进行数 2 - 26 值积分求出 A 。
船舶静力学第1章 船体形状及近似计算
2014-4-15
52
作业一
• 1、船舶静力学计算中常用哪几种近似计算方 法？试说明其基本原理、适用范围。它们个 有何优缺点？ • 2、
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• 基本原理：用若干直线段组成的折线近似地 代替曲线。
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20
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21
二、辛浦生第一法
• 基本原理：假定曲线线段AB为二次抛物线。
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23
• 比较上述两式的系数，得：
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• 2、型深（D） • 4、吃水（d）
• 5、干舷（F）
2014-4-15 11
二、船 型 系 数
• 船型系数：是表示船体水下部分面积或 体积肥瘦程度的无因次系数，这些系数 对分析船型和船舶性能至关重要。
• 在初步设计和解决许多实际问题时，船 型系数常用来近似地确定新设计船的某 些性能。
2014-4-15 12
• 1、水线面系数[CWP]：它的大 小表示水线面肥瘦程度。 • 2、中剖面系数[CM]：它的大 小表示水线一下的中剖面肥瘦 程度。
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• 3、方形系数[CB]：船体设计水线 一下的型排水体积与由其船长、 型宽和吃水所围成的长方体体积 之比。它的大小表示船体水下体 积的丰满程度。
2014-4-15 14
• 4、（纵向）菱形系数[CP]： 它的大小表示排水体积沿船 长方向的分布情况。 • 5、垂向菱形系数[CVP]：它的 大小表示排水体积沿吃水方 向的分布情况。
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44.8 166.0 271.1 361.9 507.9 526.3 501.3 469.0 431.7 397.6 336.2 255.9 154.5 27.7 -
200
399.7 511.0 622.1 730.5 827.4 905.1 967.8 1015.4 978.2 913.5 837.7 770.7 651.4 514.1 343.4 111.6
2408.9 2430.0
2396.83 2419.4
2376.4 2401.7
2343.7 2372.8
2278.5 2310.3
2145.9 2185.2
1794.2 1843.3
1150.2 1232.0
171.7 316.6
-
-
-
-
半宽值
1000 2277.0 2314.2 2344.8 2364.0 2381.2 2396.3 2410.7 2424.2 2435.5 2444.2 2450.2 2451.8 2451.0 2442.1 2427.1 2401.8 2342.1 2224.5 1892.5 1313.8 432.2
-
500
1102.4 1912.0
2256.3 2272.4 2288.1 2302.4 2315.5 2328.6 2339.3 2345.2 2350.8 2330.8 2051.6 1890.0 1656.8 1362.9 964.6 488.5
-
600
2231.3 2261.1 2280.9 2295.4 2310.7 2325.6 2338.3 2351.7 2362.5 2366.5 2371.3 2353.2 2334.3 2287.3 2230.9 1702.9 1209.6 663.6
-
1200 2334.0 2374.0 2404.3 2421.4 2436.3 2450.6 2464.0 2475.5 2485.6 2490.5 2493.7 2494.4 2493.2 2487.3 2477.7 2460.0 2405.8 2303.1 1990.7 1477.3 663.4
▪ 横剖线图 —— 平行于中站面的一组横剖面； ▪ 半宽水线图—— 平行于基线面的一组水平剖面； ▪ 纵剖线图 —— 平行于中线面的一组纵剖面。
7
8
型线图
9
船体型值表
❖ 根据型线图量取的数据编列成表，称为型值表
❖ 型值表是船舶性能计算和建造的主要依据。为避免图纸的伸缩变形，长 期保存船型的重要数据需要给出船体型值表。
-
300
454.6 965.7 1076.6 1183.1 1276.6 1375.5 1448.4 1491.0 1523.0 1455.0 1358.1 1242.8 1143.8 972.3 789.7 543.0 219.8
-
400
1098.0 1516.7 1641.8 1735.3 1817.0 1907.2 1966.4 2005.6 2030.5 1931.8 1802.6 1647.6 1516.9 1303.0 1067.4 748.0 345.0
▪ 钢船的型表面为外板的内表面（不包括船体外板厚度） ▪ 水泥船、木船则为船壳的外表面（包括船体外板厚度） ❖采用型表面的原图： ▪ 各部位钢板的厚度不同 ▪ 便于建造。
5
三个基本投影平面
❖船体外形是用投影到三个相互垂直的基本平面上来表示的。这三个基 本投影平面称为主坐标平面：
▪ 中线面 —— 通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右 两部分，因此中线面也是船体的对称面。
-
1100 2306.2 2344.1 2374.5 2392.6 2408.7 2423.4 2437.3 2449.8 2460.6 2467.3 2472.0 2473.1 2472.1 2464.7 2452.4 2430.9 2374.0 2263.4 1941.6 1395.5 547.45.6
2251.0 2283.6
2287.0 2315.4
2308.4 2335.7
2327.3 2353.9
2343.0 2369.2
2358.2 2384.2
2373.7 2398.7
2385.8 2410.5
2398.0 2421.1
2406.6 2428.4
2409.1 2430.5
-
700 2138.6 2215.3 2259.9 2283.8 2303.1 2319.0 2333.9 2349.3 2362.0 2374.8 2384.6 2387.8 2387.8 2374.2 2351.1 2314.6 2246.6 2106.6 1745.1 857.2
86.9
-
水线
▪ 中站面 —— 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号 表示） 的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。
▪ 基平面 —— 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘平行于设计水线面的 平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。
6
型线图
❖ 前面所介绍的三个相互垂直的平面，但这三条剖线还不能将船体外形轮 廓变化情况完全表达出来，因此在型线图中包括着三组剖面的投影。
第1章 船体形状
1
2
水线面
中纵剖面
3 2 1 0
设计水线 4
6 5 2400WL
1200WL
轮廓线
船体型表面示意图
横剖面
§1-1 船体型线图
4
型线图
❖ 船体外形是一个复杂的多向曲度变化的流线型的几何曲面，一般无法用 数学公式表示，通常借助于一种图形来表征其几何形状，这种图形称为船 体型线图。 ❖船体型线图是关系到船舶全局的一张重要图纸 ❖型线图所表示的船体外型为船体型表面。
-
1300
2360.1 2404.2 2434.1 2450.1 2463.9 2477.7 2490.6 2501.3 2510.7 2513.6 2515.5 2515.7 2514.3 2509.9 2503.1 2489.0 2437.7 2342.4 2039.9 1559.1 779.1