船舶设计原理 型线设计
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0511_型线设绘的基本要求
第五章船舶型线设计5.11 型线设绘的基本要求9191第五章船舶型线设计5.11 型线设绘的基本要求型线图的设绘方法型线图的设绘方法主要有4种，自行设绘法、母型改造法、系列船型方法和数学型线方法，我们已经在5.2横剖面面积曲线的特征这一节中学过。
无论采用何种型线设计方法，现在都可以借助计算机和绘图机来进行型线图的设绘。
目前，国内外已开发应用的许多船舶CAD软件系统中，很多具有型线设计功能。
但是，任何型线设计软件的应用，使用者都必须掌握型线图设绘的基本原理和方法，否则，盲目操作软件是不可能得到符合设计意图的优良型线的。
第五章船舶型线设计5.11 型线设绘的基本要求型线图的表达形式型线设计的结果是以型线图来表达的。
型线图是以横剖线图、水线图和纵剖线图(包括斜剖线)来表达船体形状。
横剖线图是以一组沿船长不同位置，垂直于基平面的横剖面与船体型表面相交的横剖线叠绘在一起而得。
由于船体形状一般左右对称，所以仅绘一侧横剖线即可，规定前半体绘在右侧，后半体绘在左侧。
横剖面的位置称为站，站号编排自尾向首(军船和国外有些民船是自首向尾的)。
站距通常按垂线间长20等分，也可取10等分，首尾可再加密(如1/2站或1/4站等)。
第五章船舶型线设计5.11 型线设绘的基本要求型线图的表达形式水线图是以一组平行于基平面的平面与船体型表面相交的水线叠绘在一起而得到的，通常只绘左侧。
设计水线以下的水线根数常取5-8根，在底部船体表面宽度变化剧烈处加密，设计水线以上的水线根数可取2-4根。
水线间距可不按设计吃水等分，而取整数。
纵剖线图是以一组平行于中纵剖面的平面与船体型表面相交的纵剖线叠绘在一起而得到的。
纵剖线的数目和位置根据船体表面的弯曲程度来选取，可取2-5根。
纵剖线的间距最好与水线间距一致或成倍数，这样便于放样。
纵剖线图还包括侧面轮廓线。
甲板边线、折角线、舷墙顶线等空间曲线在三个平面上的投影线均应分别绘制在横剖线图、水线图和纵剖线图上。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0510_侧面轮廓线的选择
第五章船舶型线设计5.10 侧面轮廓线的选择7878第五章船舶型线设计5.10 侧面轮廓线的选择型线的侧面轮廓线型线的侧面轮廓线包括首轮廓线(有球首时包括球首)、尾轮廓线、龙骨线、甲板中心线和甲板边线。
侧面轮廓线是船体型线最基本的边界线，也是船体形状特征的重要控制要素之一。
侧面轮廓线的设计也同样关系到船舶性能。
甲板边线与总布置关系密切，设计中必须与总布置设计相互协调。
第五章船舶型线设计5.10 侧面轮廓线的选择首轮廓线常规船不带球首的首轮廓线基本形状如图所示，现代船最常用的首轮廓线形状就是图中的前倾型首。
5.10 侧面轮廓线的选择尾轮廓线第五章船舶型线设计尾轮廓线形状的选择主要是考虑舵和螺旋桨的布置以及与横剖型线的配合，现代单桨运输船一般都采用巡洋舰尾，其侧面轮廓形状如图所示。
为了简化工艺，大多在水线以上切除了巡洋舰尾的曲面尾端，改用一块后倾0°-15°的平板作为尾封板，如图中的虚线所示。
5.10 侧面轮廓线的选择尾轮廓线第五章船舶型线设计当吃水较浅且螺旋桨直径较大时，为了布置螺旋桨，不得已只好减小浸深，使尾悬体的轮廓线比较平坦，如图中的点划线所示，此时应注意尾悬体横剖线的形状应具有一定的V形，否则容易引起尾部砰击和螺旋桨对船体产生较大的激振力。
5.10 侧面轮廓线的选择尾轮廓线第五章船舶型线设计尾框设有底龙骨(也称舵托)的称为闭式尾框，不设底龙骨的称为开式尾框，如图中的双点划线所示。
第五章船舶型线设计5.10 侧面轮廓线的选择尾轮廓线设计尾轮廓线时，尾框内的形状、尺寸应根据舵和螺旋桨的具体位置、尺寸，考虑桨叶与尾框间的间隙来决定，如图所示。
桨叶与舵及尾框之间的间隙大小主要影响螺旋桨对船体的激振力，同时也与推进效率、阻力有关。
第五章船舶型线设计5.10 侧面轮廓线的选择尾轮廓线总的来说，尾框的设计以防止大的激振为主要考虑因素，为此适当牺牲点快速性的要求也是值得的。
为了防止产生过大的激振，各船级社的船舶建造规范对尾框间隙尺寸提出了最小值的要求，在设计中应予以满足。
船舶设计原理
船舶设计原理第一章1. 船舶设计分为船体、轮机、电气设计；其中船体设计又分为总体、结构和舾装设计；总体设计的工作主要包括：主尺度和船型参数的确定、总布置设计、型线设计、各项性能的计算和保证。
2. 船舶设计的特点：1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；2）设计工作是由粗到细，逐步近似，反复迭代完成的。
船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。
3.船舶设计的基本要求：适用、经济；安全、可靠；先进、美观4.续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。
自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。
船舶设计一般分为初步设计、详细设计、生产设计和完工文件四个阶段。
前一阶段的设计结果是后一阶段设计的依据，后一阶段是前一阶段的深入和发展。
第二章1.图纸审查是指新船或改建船舶在设计阶段按规定的送审图纸资料目录将设计资料送交审图部门审查，审图部门审查后提出对设计图纸资料的审查意见书，设计单位依此修改设计并提交对审图意见的答复书。
这个图纸审查的过程通常称为“送审”。
2.干舷是指船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离。
最小干舷是根据规范有关规定计算得到的最小干舷值，它是保证安全性而限制船在劳动过程最大吃水而提出的要求。
船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的储备浮力，另一方面可以减少甲板上浪。
最小干舷主要从甲板淹湿性和储备浮力这两个基本点来考虑。
3.“A”型船舶——专为载运散装液体货物而设计的一种船舶。
“B”型船舶——达不到上述“A”型船舶各项条件的所有船舶。
4.船长L是指最小型深85%处水线部长的96%，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心线的长度，取其大者。
5.B—60型船舶：船长超过100m的B型船舶，在计算干舷时，其基本干舷取为B型船舶表列干舷值减去了对应船长的B型船舶表列干舷与A 型船舶表列干舷值之差的60%，这种船称为B—60型船舶。
船头设计的原理与方法
船头设计的原理与方法
船头设计的原理和方法是为了确保船舶在行驶过程中具有良好的航行性能和稳定性。
以下是一些常用的船头设计原理和方法：
1. 流线型设计：船头通常采用流线型设计，以减小阻力、提高船舶的速度和燃油效率。
流线型船头可以减少水流的阻力，使船舶在航行时能够更顺利地通过水流。
2. 弯曲船首设计：弯曲船首设计可以减小船舶在波浪中的受力，提高船舶的稳定性和舒适性。
通过将船首的形状设计成圆弧形或者弯曲形状，可以减小波浪对船舶的冲击和摆动。
3. V形船首设计：V形船首设计通常用于快速船舶，它可以将水流分割开并将其抬离船身，从而减小阻力和摩擦力。
这种设计可以使船舶更容易穿过波浪，并提高船舶的稳定性和操控性能。
4. 宽船头设计：宽船头设计可以提供更大的浮力和稳定性，减小侧风或侧浪对船舶的影响。
宽船头设计可以增加船舶的横向稳定性，使船舶更容易保持平衡。
5. 纵向配重设计：通过在船头部位增加适当的重量，可以提高船舶的纵向稳定性，并减小船艏的上下波动。
这种设计可以使船舶在航行过程中更加稳定，减少翻倾的风险。
6. 船首形状选择：船首形状的选择也很重要，通常有尖头、圆头和平头等形状。
不同的船首形状会对船舶的行驶阻力、稳定性和航行特性产生不同的影响。
因此，在船首设计中需要考虑船舶的用途、航行环境和载重等因素。
总之，船头设计的原理和方法是多方面综合考虑的，其中包括减小阻力、提高稳定性和舒适性等因素。
根据具体的船舶类型和需求，可以采用不同的设计原理和方法来优化船头设计。
船的设计原理
船的设计原理船的设计原理涉及多个方面，包括形状、结构和材料选择等。
以下是船的设计原理的具体内容。
1. 形状设计：船的形状对其性能具有重要影响。
大多数船只采用流线型的设计，以减小水阻、提高速度和稳定性。
船体底部通常呈现弧形，使水流能够顺畅地通过船体，减少阻力。
2. 结构设计：船的结构设计包括船体、甲板、舱室等。
船体通常采用钢铁、铝合金或复合材料制成，具有较高的强度和耐久性。
不同类型的船根据其特定用途和负载要求，选择不同的结构设计，以保证船体的稳定性和安全性。
3. 材料选择：船的材料选择取决于船的类型、规模和用途。
常用的材料包括钢铁、铝合金、复合材料和木材等。
材料的选择需要考虑其强度、重量、耐久性和成本等因素。
4. 增稳设计：船的增稳设计用于提高航行的稳定性。
常见的增稳方法包括增加船体宽度、采用稳定性增强装置（如稳定翼和稳定杆）、使用艏舵和艉舵等措施。
5. 推进系统设计：船的推进系统设计主要包括发动机、传动装置和螺旋桨等组成部分。
船的推进系统对船的速度、操纵性和能效等性能有直接影响。
因此，推进系统的设计需要考虑船的规模、用途以及经济和环境等方面的因素。
6. 安全设计：船的安全设计主要包括防波堤、泄漏和火灾措施等。
船在设计阶段必须考虑到船员和乘客的安全，并确保在紧急情况下具备必要的逃生和救援设备。
7. 操纵性设计：船的操纵性设计包括舵和操纵系统的设计。
船的操纵性对于航行安全和效率至关重要，因此需要设计合适的舵和舵机等操纵设备，以保证船能够准确、灵活地转向。
综上所述，船的设计原理涉及到形状、结构、材料选择、增稳设计、推进系统设计、安全设计和操纵性设计等多个方面。
通过综合考虑这些设计原理，可以制造出安全、稳定且高效的船舶。
船体型线放样
甲板线：甲板边线和甲板中线的统称。 甲板边线（deck line at side，deck side line）：甲板 型表面的边缘线。甲板边线有舷弧。 甲板中线（deck line at center，deck center line）： 甲板型表面与中线面的交线。甲板中心线有脊弧。 甲板线的特点： 同一层甲板自首至尾所有的梁拱曲线的形状都相同； 同一层甲板从中心至两舷所有的纵剖线形状都相同，甲板 中心线可代表所有甲板纵剖线。 梁拱高：甲板在其与肿横剖面交线上的最高点与最低点之 间的高度差称为甲板的梁拱高度。
➢ 选择几根站线分别量取各纵剖线的宽度值，每 过三点弹一直线即得纵剖线。
3、横剖线图格子线的做法 作横剖面图上的格子线 ，必须单独以1：1
比例作出，分为左右两部分，左为艉半段，右 为艏半段，两图间距1米左右，共工作人员起动 和钉制样板用，以便保持整洁。
4、格子线的检验 用对角线验证其精确性。
戳型值并攀顺型线
（3）作其余站线
➢ 在三条垂线上各量取大于船体最高点的一个定值作一 条水平直线，检查0～10、10～20和0～20站之间的 值；
➢ 在最高水平线上在0～20站线之间作20等分点；
➢ 将基线和最高水平线上对应的站号点连成直线并划出 色漆线即得站线。
2、作水线或纵剖线
➢ 选择几根站线分别量取各水线的高度值，每过 三点弹一直线即得水线；
肋骨型线放样：在理论线放样的基础上，在 纵剖型线图和半宽水线图上，按照实际肋骨 间距插入其间作出肋骨型线图
理论型线放样的步骤
作基线 作格子线 戳型值并攀顺型线
作基线（molded base line）
基线是理论型线放样中作为基准的一根直线，通常 指纵剖型线图底部的一条基准平直线，也是格子线 的基准。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0502_横剖面面积曲线的特征
第五章船舶型线设计
5.2 横剖面面积曲线的特征
1414
第五章船舶型线设计
5.2 横剖面面积曲线的特征
型线设计的方法
型线设计的方法归纳起来有：自行绘制法、母型改造法、系列船型法及数学型线等。
无论采用哪种方法，都必须首先掌握控制船体型线的要素曲线形状特征参数以及它对船舶性能、布置等方面的影响规律，以此作为型线设计的基础。
横剖面面积曲线是控制型线的重要要素，型线设计通常从确定横剖面面积曲线入手。
5.2 横剖面面积曲线的特征
横剖面面积曲线是以船长为横坐标、设计水线下各站横剖面面积为纵坐标所绘制的曲线，纵坐标也可以用各站横剖面面积与最大横剖面面积之比来表达。
横剖面面积曲线的定义
第五章
船舶型线设计
5.2 横剖面面积曲线的特征
(1)横剖面面积曲线与横向坐标轴所包围的面积等于设计水线下船的型排水体积▽。
横剖面面积曲线的特征
第五章船舶型线设计
/2
s /2A dx L L -=∇
⎰
L/2
s yoz b
L/2xA dx M x -∇=∇=⎰x b
5.2 横剖面面积曲线的特征
(3)横剖面面积曲线的最大纵坐标值代表最大横剖面面积A max 。
横剖面面积曲线的特征
第五章船舶型线设计
p max pp
=C A L
5.2 横剖面面积曲线的特征
(5)丰满船的横剖面面积曲线中部有一平行段，称为船的平行中体长度L p ，平行中体前后两段长度分别称为进流段长L e 和去流段长L r 。
方形系数小的船一般没有平行中体，其最大横剖面面积常在中后。
横剖面面积曲线的特征
第五章船舶型线设计。
船舶设计原理
船舶设计原理首先是艏型设计。
艏型是指船舶前部的形状，艏型对船舶的水动力性能以及航行的稳定性有着重要的影响。
常见的艏型有尖头艏、盾型艏、切割艏等。
艏型的设计应根据船舶用途、工作环境、船舶运动性能和航行速度等因素进行合理选择，以保证船舶的综合性能。
其次是船体形状设计。
船体形状是指船舶外形的整体形态，包括船体几何结构和船壳线形。
船体形状的设计要满足载重要求、保证航行速度、提高航行稳定性和降低阻力等要求。
船体形状的设计包括船厂线型设计、船体斜角设计、船体几何参数的选择等。
第三是船舶稳性设计。
船舶稳性设计是指保证船舶在各种运营条件下能够保持稳定的设计工作。
船舶稳性设计包括船舶静力稳性设计和船舶动力稳性设计。
静力稳性是指船舶在平稳浮水线上的稳定性，包括艏倾角、横倾角等；动力稳性是指船舶在运动中的稳定性，包括纵摇、横摇等。
船舶稳性设计要满足船体高度、水线高度、产水量等要求，以保证船舶在各种载重条件下的稳定性。
最后是船舶运动性能设计。
船舶运动性能设计是指满足船舶航行速度、操纵性、滞尾波等方面的设计工作。
船舶运动性能设计应综合考虑船舶结构的刚度、船型的阻力、艏、船舶操纵装置和推进器的选型等因素。
船舶运动性能设计的目标是实现船舶安全、舒适、高效的运行。
综上所述，船舶设计原理包括艏型设计、船体形状设计、船舶稳性设计和船舶运动性能设计等方面。
在船舶设计中，要根据船舶用途和运营环境等因素合理选择艏型、确定船体形状，保证船舶的稳定性和运动性能，从而实现船舶的安全和高效的运行。
船舶设计原理是船舶设计的基础和核心，对于设计一艘性能优良的船舶具有重要的意义。
船舶设计原理课程设计计算说明书
1
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所以：
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C pf
1 C pf
又 ：
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1 C pf
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1 x
C pf
1 C pf
船舶与海洋工程 0503 班
武锐锋
012005022807
船舶设计原理课程设计
1 C pf 1 x
1 C pf C pf 1 x x
船舶与海洋工程 0503 班 武锐锋 012005022807
船舶设计原理课程设计 （1）在甲板﹑平台平面图中，根据舱室划分情况画出甲板上的舱 室及舱室围壁（甲板下的舱室及舱室围壁省略）。 （2）在侧面图中，画出内底板﹑甲板﹑平台，并根据甲板﹑平台 ﹑舱底平面图中横舱壁﹑舱室围壁﹑水蜜肋板的位置画出横舱壁﹑ 舱室围壁﹑水蜜肋板（被右舷舱室遮挡的舱室围壁省略不画）。取双 层底高度 0.9m, 艏尖舱长度 6.1m、高度 5m，舱口高度 0.5m，宽度如 图对应，隔离舱与探测仪舱宽度 0.5m 四﹑绘制门﹑窗﹑开口﹑扶梯及液舱 先在甲板﹑平台﹑舱底平面图中画出门﹑窗﹑开口和扶梯， 然后 投影到侧面图中相应的位置。 在侧面图﹑舱底平面图中画出表示液舱的对角线（已在上步做 出）。 五﹑绘制舱室设备及其它各种设备 先在甲板﹑平台平面图中画出舱室设备﹑船舶设备﹑通风装置﹑ 烟囱﹑机舱顶棚﹑栏杆﹑导航仪器以及信号灯等。 然后在侧面图中画 出船舶设备﹑通风装置﹑烟囱﹑机舱顶棚﹑栏杆﹑导航仪器﹑信号 灯﹑旗杆﹑舵﹑推进器等（各种设备﹑器具不可见投影省略）。 六﹑检查﹑加深和在图中注字 全图绘制结束后，仔细检查是否有遗漏和错误。检查时逐层甲板 ﹑平台及舱底平面图对照侧面图和有关视图进行。检查无误后，在图 中注字，基本内容是： (1) 在视图上方标注视图名称（侧面图一般省略不注）；在视图中 标注各舱室的名称及肋位号。 (2) 在图纸右上方标注主要量度。
船舶设计原理课设 型线设计
5000t江海直达船——船舶设计原理课程设计书型线设计部分指导老师：刘卫斌学生姓名：韩全生学号：012006024308院系班级：船海0606班完成日期：2009年6月14日1.补全主尺度根据母型船舶型线图和相关数据可知，母性船的比例为1：50，设计吃水为T=5.8m，因此作出水线5800，并从半宽水线图中量取设计水线长为LWL=105.2m。
从纵剖线图中量取船舶总长为LOA=102m，垂线间长LPP=102m（站距5.1m，共20站）。
型宽B=17.5m，型深D=7.6m。
梁拱（中站面甲板边线与甲板中心线高度之差）为0.25m，首舷弧（甲板中心线首端与最低点高度差）为0.30m，尾舷弧为0.12m2.横剖线面积曲线横剖线面积曲线是以船长为横向坐标，设计水线下各横剖面面积为竖向坐标所绘制的曲线，1.首先作出5800水线，根据横剖面图，用CAD自带量取各站在设计水线下的面积。
所得面积数据如下（单位m2）2.根据所得横剖面面积数据，以船长为横坐标，以各站面积为纵坐标画横剖线面积曲线（横坐标以m为单位放大20倍，纵坐标以m2为单位放大4倍，方便画图以及观看）图如下：3．横剖线面积曲线的物理意义①横剖线面积曲线与横向坐标轴所包围的面积等于设计水线以下船的排水体积；；②横剖线面积曲线的丰满度系数等于船在设计水线下的纵向菱形系数CP③横剖面面积曲线与横向坐标轴所围的面积的形心横向坐标，等于船的浮心纵向坐标X；b ④曲线的最大纵坐标值代表最大横剖面面积A MAX；4.根据横剖线面积曲线求各项参数同时.由形心得船舶浮心纵向坐标X b=0.9082m（船中靠前）5.原船主尺度完整数据如下总长：110m垂线间长：102m设计水线长：105.2m型宽：17.5m型深：7.6m设计吃水： 4.5m结构吃水： 5.8m排水量：8855.7t浮心纵向坐标：0.9115m（船中靠前）梁拱高：250mm艏舷弧：300mm艉舷弧：120mm肋距：#10-#140：0.7m；其他区域：0.6m6.根据1-CP法增加船舶排水量＆X=（1—X）＆CP/（1—CP）＆CP=10%CP然后根据书本介绍1-C P法进行改造，改造后图如下：同理量取改造后排水量为9232.3t，增加6.1%，误差0.5%以内。
船舶设计原理课后答案
船舶设计原理课后答案船舶设计原理是船舶工程专业的重要课程，通过学习这门课程，我们可以了解船舶的基本设计原理和相关知识，为将来从事船舶设计和制造工作打下坚实的基础。
下面是一些船舶设计原理课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是船舶的主尺度？主尺度包括哪些？答，船舶的主尺度是指船舶的长度、宽度、吃水和排水量等主要尺度。
主要包括全长（L）、型宽（B）、型深（D）和吃水（T）等。
2. 什么是船舶的型线？型线的设计原则是什么？答，船舶的型线是指船舶在纵、横、垂向上的外形线。
型线的设计原则包括减阻、提高航速、改善航行稳性和减小波浪等。
3. 船舶的船体结构主要包括哪些部分？各部分的作用是什么？答，船舶的船体结构主要包括船体外形、船体骨架和船体衬板等。
船体外形是船舶的外形轮廓，船体骨架是船舶的骨架结构，船体衬板是船舶的外壳结构。
4. 什么是船舶的稳性？船舶的稳性与哪些因素有关？答，船舶的稳性是指船舶在静态和动态条件下保持平衡的能力。
船舶的稳性与船体形状、载重条件、船舶运动状态和海洋环境等因素有关。
5. 船舶的推进方式有哪些？各种推进方式的特点是什么？答，船舶的推进方式主要包括螺旋桨推进、水动力推进和风帆推进等。
螺旋桨推进是最常见的推进方式，水动力推进是利用水流动力来推进船舶，风帆推进是利用风力来推进船舶。
通过以上习题的答案，我们可以更加深入地了解船舶设计原理的相关知识，希望大家在学习和工作中能够运用这些知识，不断提高自己的专业能力。
船舶设计原理是一个复杂而又有趣的领域，希望大家能够在学习和工作中有所收获，为船舶工程事业做出更大的贡献。
船舶设计原理
船舶设计原理1. 引言船舶设计是指通过合理的设计和优化来满足船舶的功能要求和性能指标。
船舶设计原理是指在船舶设计过程中所遵循的基本原理和方法。
本文将介绍船舶设计的原理，包括船体设计原理、船舶稳性原理、船舶阻力原理以及船舶动力原理。
2. 船体设计原理船体设计是船舶设计的基础，其目的是为了保证船舶具有良好的航行性能和结构强度。
在船体设计中，需要考虑的因素包括船舶的载重能力、船身形状、船舶的稳定性和船舶的结构强度等。
船体设计的原理主要有以下几点：•良好的流线型：船舶的流线型设计对减小阻力非常重要。
通过优化船体的形状，可以减少水流的阻碍，提高船舶的速度和燃油效率。
•合理的船舷和船体宽度比例：要根据船舶的用途和载重能力来确定船舷和船体宽度的比例。
合理的比例设计可以提高船舶的稳定性和抗风浪的能力。
•结构强度设计：船舶的结构强度设计包括船体的承重力和船体的抗疲劳性能。
通过合理的结构强度设计，可以确保船舶在航行中不会发生结构破坏的情况。
3. 船舶稳性原理船舶稳性是指船舶在航行过程中保持平衡的能力。
船舶稳性原理主要包括稳性原理和倾覆稳性原理。
•稳性原理：船舶稳性的基本原理是船舶的重心和浮力的关系。
船舶的重心要位于浮力的上方，以保持船舶的稳定性。
如果船舶的重心超过浮力的位置，则会导致船舶倾覆。
•倾覆稳性原理：船舶的倾覆稳定性是指船舶在受到外部力作用时能够保持平衡的能力。
船舶的倾覆稳定性设计主要包括形心高度的计算和倾覆力矩的分析。
4. 船舶阻力原理船舶阻力是指船舶在航行过程中受到的阻力。
船舶阻力原理主要包括波浪阻力、摩擦阻力和空气阻力。
•波浪阻力：船舶在航行中会产生波浪，波浪阻力是由波浪对船体的阻碍力产生的。
•摩擦阻力：船舶在与水的接触中会产生摩擦阻力，摩擦阻力与船舶的速度和船体的光滑程度有关。
•空气阻力：船舶在航行中会受到空气的阻力，空气阻力主要与船舶的外形和速度有关。
降低船舶阻力的方法包括减小船舶的湿表面积、优化船舶的流线型、提高船体光滑度等。
明轮船科学原理及心得
明轮船科学原理及心得
船舶设计原理这门课程主要介绍了船舶建造的一些基本知识，包括船舶建造经济性，总布置设计，型线设计。
总的来说这门课程就是一门讲述船舶实际设计建造的基础知识。
对我们了以后工作和学习都很有好处，作为一个船海专业的本科生来说，这些知识是必须全部掌握的。
首先，就经济性来说，船舶建造是一个矛盾体，利润最高的船舶的往往成本较高，但是回收期短。
成本低的船舶投资回收期长，利润也相对较低。
所以设计时就要根据船东要求，资金情况，还有港口航道限制，装卸能力等方面综合考虑，设讣出最适合要求的船舶。
船型论证是首先要调查研究各方面情况，其次要设立船型方案，这里要根据上面的调查情况来设计。
然后进行船型方案的技术，营运，经济型计算。
第四部就要选取最佳船型,根据上述计算结果可以得到最佳船型。
第五就是要进行敏感性分析。
最后根据建议方案编制船舶设计任务书。
其次，船舶型线设计。
有母型改造法，白行设计法，系列型线，数学型线等等方法。
实际船舶制造一般用的是母型改造法。
这种方法简单实用。
性能可以得到保证。
减少了船舶实验的成本。
型线设计关系到船舶快速性与船舶使用成本。
我们再设计是必须这种考虑。
总布置设计也是关系到船舶使用性能的重要方面,对于不同的船舶有不同的要求。
总布置设计的提点是涉及面广，考虑因素多，实践性强。
在设计中应该最大限度提高船舶的使用性能，保证航行性能，
满足规范要求，便于维修，努力改善船员的生活，并兼顾美感。
总布置要严格按照规范来惊醒设计,所以多了解一点规范是我们必须具备的品质。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0508_首部型线的选择
第五章船舶型线设计5.8 首部型线的选择6464第五章船舶型线设计5.8 首部型线的选择横剖线形状如图所示的为四种常规船型的横剖线形状，根据形状特征可分为：U形、V形、中U形、中V形。
第五章船舶型线设计5.8 首部型线的选择横剖线形状(1)U形。
排水量沿吃水高度分布较均匀，使设计水线瘦削，半进流角小，有利于减小兴波阻力。
在尾部U形剖面使伴流比较均匀，有利于提高船身效率，改善螺旋桨工作条件，降低螺旋桨激振力。
但相对于V形，U形剖面湿面积较大，摩擦阻力大些，耐波性也差些。
一般大型运输船及中、高速船舶采用U形剖面。
(2)V形。
V形剖面的面积分布偏于上部，湿表面积较小，对减小摩擦阻力有利。
在尾部，V形剖面使去流段水流顺畅，可减小旋涡阻力。
V形剖面可增加纵摇和升沉的阻尼，对耐波性有利。
小型船舶多采用V形剖面。
(3)中U形或中V形。
兼顾阻力和耐波性两方面的要求，为大多数中型船舶所采用。
5.8 首部型线的选择首部横剖线第五章船舶型线设计首部横剖线形状主要从静水阻力和耐波性这两方面来考虑。
(1)静水阻力方面。
V形横剖面形状湿表面积较小，可减小摩擦阻力，同时它的舭部较瘦，有利于减少丰满船(Cb >0.75) 的舭部旋涡。
但V形剖面设计水线首端丰满、半进流角大，兴波阻力较大。
U形剖面船的排水量相对集中在下部，设计水线瘦削，半进流角小，有利于减小兴波阻力，但湿面积大，摩擦阻力大。
由此，从总阻力方面来考虑，对应不同速度，首部横剖线存在一个阻力上有利的形状选择问题。
第五章船舶型线设计5.8 首部型线的选择首部横剖线哥德堡船舶研究院曾对图示的无球首前体横剖线形状U形和V形的船模进行对比试验，其典型的阻力曲线见图所示。
第五章船舶型线设计5.8 首部型线的选择首部横剖线(2)耐波性方面。
V形横剖面，船舶在纵摇和升沉运动时，浮力和阻尼力矩增大，能明显减小纵摇和升沉运动，且能缓和船底砰击(尤其当波长与船长之比λ/L>1.0时)，但V形剖面会增加波浪中航行的阻力(尤其是λ/L<1.2时)。
船舶设计原理 型线设计
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
二、 浮心纵向位置XB 的选择
水上部分的形状 船首水上部分的横剖线形状通常具有一定的外飘，这样储备浮力和甲 板面积都大些。适量的外飘可减少甲板的上浪和淹湿
1
=
δ xdy =
0
0 a(1 − x)dy = a(1 − CPF )
得：a=δCPF / (1－CPF) , 代入式δx 的表达式，可得：
δ x= 1− x
1 − CPF
δ C PF
6.2 横剖面面积曲线
四、生成横剖面面积的母型改造法
（2）同时修改CP 和 lP （3）同时修改CP，lP 和 xB
（Lackenby 法 ） （4）仅修改浮心纵向位置xB
船舶原理与设计
第六章、型线设计
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
0
1
2
3
4
K5
6
7
8
9
10
6.3 型线几何形状特征和参数的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
一、设计水线及横剖线形状特征和参数的选择
设计水线的形状特征和横剖面形状特征是相关的，设计水线丰满意味 着横剖面在设计水线处较宽，在一定的横剖面面积下，下部必然较窄，剖 面形状成V形。反之，设计水线削瘦，横剖面形状成U形
平行中体前、后的两段长度分别称为进流段长 LE 和去流段长 LR； 方形系数小的船一般都没有平行中体，最大横剖面常位于船中（MS）之后。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0507_设计水线形状的选择
第五章船舶型线设计5.7 设计水线形状的选择5656第五章船舶型线设计5.7 设计水线形状的选择设计水线的形状设计水线的形状特征和横剖面形状特征是相关的，设计水线丰满意味着横剖面在设计水线处较宽，在一定的横剖面面积下，下部必然较窄，横剖面形状成V形。
反之，设计水线瘦削，横剖面形状成U形，如图所示。
第五章船舶型线设计5.7 设计水线形状的选择设计水线的形状设计水线形状确定以后，很大程度上已决定了横剖面形状(UV程度)，所以在选择设计水线形状时应对横剖线形状有一个清楚的认识，并将两者结合起来统一考虑。
5.7 设计水线形状的选择设计水线的特征和参数第五章船舶型线设计近水面处的水线形状对兴波阻力影响较大，通常以设计水线为代表进行研究。
设计水线的特征和参数包括：水线面系数C w 、设计水线首段形状及半进流角i e (近首垂线处水线与中心线的夹角）、平行中段长度、尾段形状及去流角等。
(1)水线面系数C w 水线面系数C w 与多种因素有关，这些因素包括快速性、稳性、耐波性、总布置与型线等。
在实际船舶设计中，水线面系数C w 的选取一般先考虑快速性，然后校核稳性、耐波性、总布置与型线等方面，看是否合适。
5.7 设计水线形状的选择设计水线的特征和参数第五章船舶型线设计(2)设计水线首段形状及半进流角ie设计水线首段形状对兴波阻力的影响机理与前面所述的横剖面面积曲线相类似。
它的选取与相对速度密切相关，所以，首段形状特征如下：0.16<Fr <0.20 由凸形到直线形；0.20<Fr <0.22 直线形或微凹形；0.22<Fr <0.32 微凹形；Fr>0.32 直线形，整个进流段保持和缓的曲度。
5.7 设计水线形状的选择设计水线的特征和参数第五章船舶型线设计设计水线的半进流角i e 对船首部兴波阻力有重要影响，适宜的半进流角i e 主要与傅汝德数F r 有关，其次与C p 、L/B、C w等有关。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0506_横剖面面积曲线的生成
第五章船舶型线设计5.6 横剖面面积曲线的生成47475.6 横剖面面积曲线的生成横剖面面积曲线的生成方法第五章船舶型线设计(1)根据选定的面积曲线特征值(如棱形系数C p 、浮心纵向位置x B 、和平行中体长度L p 等)，从一般原理和规律出发，用作图法直接生成面积曲线。
(2)应用兴波阻力理论，通过计算不同面积曲线形状对阻力的影响，得出阻力上最佳的横剖面面积曲线，应用这种方法应注意检验所得结果是否符合其他方面的要求。
(3)在实际设计中，多数利用相近的优良母型船横剖面面积曲线，根据新船要求修改而成，也就是常说的母型改造法。
(4)如果采用系列船型，面积曲线可以根据设计所需的棱形系数C p 和浮心纵向位置x B 从系列船型资料中直接查得。
5.6 横剖面面积曲线的生成横剖面面积曲线直接生成方法第五章船舶型线设计(1)先作一个满足棱形系数C p 和浮心纵向位置x B 的梯形横剖面面积分布线，如图中虚线所示。
(2)由这个梯形，可以作出面积相等的光顺曲线，曲线的形状应符合横剖面面积曲线的基本要求，如首尾端的凹凸性。
经过调整、计算和修改，最后得出符合设计要求的横剖面面积曲线。
5.6 横剖面面积曲线的生成横剖面面积曲线直接生成方法第五章船舶型线设计(3)如果没有平行中体，则将梯形改用三角形。
三角形的顶点位于最大剖面处，且顶点须高出对应的最大剖面积(无因次面积曲线上，顶点高＝2Cp )，用上述同样的原理可生成横剖面面积曲线，如图所示。
5.6 横剖面面积曲线的生成横剖面面积曲线母型改造法第五章船舶型线设计将初始得到的横剖面面积曲线(如母型船的面积曲线)，按设计要求改变棱形系数C p 、浮心纵向位置x B 和平行中体长度L p 及位置时，采用适当的修改方法，在保留曲线原有基本形状的条件下修改得到新的横剖面面积曲线。
(1)1-C p 法修改横剖面面积曲线的方法很多，其基本原理是将原各站横剖面面积通过沿纵向(x)移动一个距离(δx)来实现修改棱形系数C p 、浮心纵向位置x B 和平行中体长度L p 。
船舶设计原理_05_船舶型线设计_0503_棱形系数和中横剖面系数的选择
第五章船舶型线设计5.3 棱形系数和中横剖面系数的选择2222船舶与海洋工程学院5.3 棱形系数和中横剖面系数的选择棱形系数C p 表征排水体积沿船长的分布。
在船长L 和方形系数C b 一定时，棱形系数C p 小，表示排水体积集中在船中部，首尾端削瘦。
棱形系数C p 大，则表示排水体积沿船长分布较均匀，首尾两端较丰满。
棱形系数C p 的物理意义第五章船舶型线设计5.3 棱形系数和中横剖面系数的选择在方形系数C b 已确定的情况下，因棱形系数C p =C b /C m , 故C p 的选择必须与中横剖面系数C m 的选择一起来考虑。
从阻力的影响来看，中横剖面系数C m 并不重要，因此中横剖面系数C m 的选择很大程度上是考虑与棱形系数C p 的配合。
棱形系数C p 对船的剩余阻力R r 影响很大，而对摩擦阻力R f 影响很小。
棱形系数C p 对剩余阻力R r 的影响主要反映在兴波阻力上，它是随船的相对速度(傅汝德数F r )而变化的，棱形系数C p 的选择与傅汝德数F r 之间的规律大致如下。
棱形系数C p 和中横剖面系数C m 对阻力性能的影响第五章船舶型线设计5.3棱形系数和中横剖面系数的选择其兴波阻力所占比例不大，棱形系数C p 对总阻力影响较小，但选取较小的棱形系数C p 还是有利的。
一般低速肥大型船为提高装载能力和建造方便，方形系数C b 都比较大，这种情况下中横剖面系数C m 取值较大，以利于减小棱形系数C p ，所以棱形系数C p 与方形系数C b 相差不大。
一般运输货船中横剖面系数C m 为0.98~0.99，大型船甚至达到0.995。
棱形系数C p 和中横剖面系数C m 的选择规律第五章船舶型线设计(1)低速船(F r <0.2)。
(2)中速船(0.2<F r <0.3)。
(3)高速船(F r >0.3)。
5.3 棱形系数和中横剖面系数的选择其兴波阻力已占总阻力相当的比例，且船体兴波主要发生在船首部，选取小的棱形系数C p 可使船首尾两端较尖瘦，对减小剩余阻力有利。
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第 六章 型线设计
封面
课号：001-(2015-2016-1) 教学班：NA404
上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院
2015年
第六章、型线设计
6.1 概 述
船舶原理与设计
型线图是性能计算、结构设计，各种布置和建造放样的依据。型线 设计是船舶总体设计的一项重要内容。
首先，型线与阻力性能关系重大，尾部型线与螺旋桨的配合对推进效率 和振动有很大的影响。此外，型线与船舶的稳性、操纵性、横摇阻尼、船在 波浪上的运动特性、砰击等都有关系。在使用方面，型线影响布置和舱容， 例如机舱内的布置条件、货舱和压载舱的容积、甲板的布置地位等。在建造 方面，型线的平直部分、可展曲面部分可以简化施工的工艺，而复杂曲面增 加了施工难度和工作量。
第六章、型线设计
进流段长度LE
LPP/2
LPP/2
X或X/L
横剖面面积曲线的特征：
横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积（▽），曲线下面积的丰满 度系数等于船的纵向棱形系数CP（CP=▽/（AM ·LPP））；
面积形心的纵向位置相当于船的浮心纵向位置XB； 丰满船的横剖面面积曲线的中部有一平行段，称为船的平行中体，长度为LP，
此时后端对阻力影响较微
6.2 横剖面面积曲线 四、生成横剖面面积的母型改造法
船舶原理与设计
第六章、型线设计
根据优良母型船的横剖面面积曲线，按设计要求 改变棱形系数CP，浮心纵向位置 XB 和平行中体长度 （LP）及位置时，可以用适当的修改方法，在保留 曲线原有基本形状的条件下修改得到新的横剖面面积 曲线。常用的一种修改方法称为 “1-CP”法。
（1）设计水线
设计水线的特征主要有水线面系数CW、平行中段长度、端部形状、半 进流角iE（近首垂线处设计水线相对中心线的夹角）。
水线面系数CW 设计水线的首端形状和半进流角（iE） 设计水线尾段的形状 设计水线的平行中段长度
6.3 型线几何形状特征和参数的选择
一、设计水线及横剖线形状特征和参数的选择
由此可见，型线设计需要考虑许多方面的要求，有些要求还会相互抵触， 设计者必须加以权衡。
6.1 概 述
船舶原理与设计
第六章、型线设计
型线设计中应注意的几个方面：
保证良好的航海性能。除了某些有特殊要求的情况以外，通常把快速 性（阻力与推进）放在主要地位来考虑，同时兼顾耐波性、操纵性和 稳性。
考虑总布置的要求。总布置所需的甲板面积，货舱大开口的尺寸，纵 倾的调整等对型线设计都有一定的要求，型线设计中应加以考虑和满 足。必要时，当布置与性能对型线的要求发生矛盾时，通常是适当降 低对性能方面的要求，来满足布置和使用的需要。
6.2 横剖面面积曲线 一、 棱形系数CP 和中剖面系数CM 的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
中等航速的船（如0.2<Fn<0.3），兴波阻力已占总阻力相当的比例， 且兴波主要发生在首部，船首应尖瘦些，所以取较小的CP 可减少剩余阻 力，对总阻力有利。但过小的CP 意味着CM 很大，会引起横剖面面积曲线 和水线明显的突肩，这是不利的，应避免。所以随着Fn增加，在CP 减小 的同时，CM 也应相应地取小一些。
从阻力方面看，当浮心位置改变时，前体兴波阻力和后体形状阻力的相 对比例发生变化。浮心位置向后移动，前体丰满度就减小，后体丰满度增 大，因而形状阻力由小变大，而兴波阻力由大变小。因此，对应于给定速 度的船，存在着一个阻力最小的最佳浮心位置。
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
二、 浮心纵向位置XB 的选择
（2）首部横剖线形状 阻力方面： V形的横剖线形状湿表面积较
小，可减小摩擦阻力，同时它 的舭部较瘦，有利于减少丰满 船（CB＞0.75）的舭部漩涡。 但V形剖面兴波阻力较大，因 为它所对应的设计水线首端丰 满，半进流角也大。 U形剖面船的排水量相对集中 在下部，设计水线削瘦，半进 流角小，有利于减小兴波阻力， 但湿面积大，摩擦阻力大。
6.2 横剖面面积曲线 四、生成横剖面面积的母型改造法
船舶原理与设计
第六章、型线设计
δCPF
x
X
图中各无因次量表示：
CPF——修改前曲线下的面积，即前半体棱形系数；
δCPF——CPF 的修改量，即阴影部分的面积；
lPF——前半体平行中体长度； δlPF——lPF 的修改量；
hF——δCPF 的形心距中；
水上部分的形状 船首水上部分的横剖线形状通常具有一定的外飘，这样储备浮力和甲 板面积都大些。适量的外飘可减少甲板的上浪和淹湿
船舶原理与设计
第六章、型线设计
6.3 型线几何形状特征和参数的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
一、设计水线及横剖线形状特征和参数的选择
（2）首部横剖线形状
耐波性方面： 船在纵摇和升沉运动中，V形剖面下沉时，浮力和阻尼力矩大，能减小 纵摇和升沉运动，且能缓和船底砰击（尤其当波长与船长之比λ/L＞1.0 时），但V形剖面增加波浪中航行的阻力（尤其是λ/L＜1.2时）。由于耐 波性的问题与船的大小关系密切，大船这方面的矛盾较小。
应符合要求的浮心纵向位置。文献［1］建议，在纵倾允许误差为 ±0.2％L时，型线设计结果的浮心纵向位置允许误差约为0.3％L。
控制船体型线的要素： 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。
Ai或 Ai/AM
6.2 横剖面面积曲线
去流段长度LR
平行中=
δ xdy =
0
0 a(1 − x)dy = a(1 − CPF )
得：a=δCPF / (1－CPF) , 代入式δx 的表达式，可得：
δ x= 1− x
1 − CPF
δ C PF
6.2 横剖面面积曲线
四、生成横剖面面积的母型改造法
（2）同时修改CP 和 lP （3）同时修改CP，lP 和 xB
三、横剖面面积曲线形状的选择
（1）平行中体长度和位置
在一定的 Fn范围内，船体采用适量的平行中体，无论从阻力性能方面 还是在使用和建造方面都是有利的。
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
三、横剖面面积曲线形状的选择
（1）平行中体长度和位置
从阻力方面看，将排水体积适当地向中部集中，采用一段平行中体，对 于前体可使进流段尖瘦些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去流段的 船体形状，有利于改善形状阻力。但是，设置太长的平行中体后，过短 的进流段和去流段，会使平行中体的两端形成过硬的“前肩”和“后 肩”，这对阻力是不利的。
从阻力的影响来看，CM 是不重要的，因此，CM 的选择很大程度上 是考虑与CP 的配合。
低速船（如Fn＜0.2），兴波阻力所占比例不大，CP 对总阻力影响较小， 但选取较小的CP 总还是有利的。低速船一般CB 都比较大，所以这种情况下 CM 都取得很大，以利减小CP 。一般运输货船CM 为0.98~0.99，大型船甚至 达到0.995。
通常，设计中平行中体长度和位置可以根据优良的母型船资料并参照经 验公式来确定。
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
三、横剖面面积曲线形状的选择
（2）最大横剖面位置
无平行中体的船舶，最大横剖面位置决定了进流段和 去流段的长度。由于前体兴波阻力随航速的增大而增大， 所以最大横剖面位置也应相应后移。
考虑船体结构的合理性和工艺性。例如，不必要的复杂曲面的船体形 状，不仅增加建造工时，多耗材料，而且不易保证施工质量，影响结 构强度。
外观造型。水线以上的首尾轮廓线、甲板边线以及外露的折角线应考 虑美观和造型方面的要求。
6.1 概 述
船舶原理与设计
第六章、型线设计
型线设计的精度：
应符合要求的排水体积，其误差要求与设计中对排水量考虑的余量 有关。如果重量裕度在1％~2％时，排水体积允许的误差约为±0.5％。
∫ xBF——CPF 的形心距中， xBF
=
1 2CPF
1
x 2 dy
0
6.2 横剖面面积曲线 四、生成横剖面面积的母型改造法
船舶原理与设计
第六章、型线设计
δCPF
（1）仅修改CP
x
X
设修改函数为： δx= a（1－x）
该函数的边界条件为：x=1.0时，δx=0。
∫ ∫ 由约束条件：
δ C PF
1
（Lackenby 法 ） （4）仅修改浮心纵向位置xB
船舶原理与设计
第六章、型线设计
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
0
1
2
3
4
K5
6
7
8
9
10
6.3 型线几何形状特征和参数的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
一、设计水线及横剖线形状特征和参数的选择
设计水线的形状特征和横剖面形状特征是相关的，设计水线丰满意味 着横剖面在设计水线处较宽，在一定的横剖面面积下，下部必然较窄，剖 面形状成V形。反之，设计水线削瘦，横剖面形状成U形
航速高的船不能设置平行中体。原因是这种船一般船体已很瘦削，设置 平行中体后，平行中体和过分瘦削的首部连接处会形成凸肩，航行时产生 的肩波和严重的肩部旋涡使阻力性能恶化。Fn>0.25（CB<0.62~0.64）的船， 不宜设置平行中体。
确定平行中体长度和位置的原则是确定不引起阻力激增的最短进流段长 度和去流段长度。
6.3 型线几何形状特征和参数的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
一、设计水线及横剖线形状特征和参数的选择
（2）首部横剖线形状 综合静水阻力和耐波性的因素，船的前体横剖线形状大致可这样考虑：