19000DWT散货船初步设计【开题报告】

开题报告

船舶与海洋工程

19000DWT散货船初步设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

散货船是散装货船简称，是专门用来运输不加包扎的货物，如煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等。散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。因为干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。总载重量在50000吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船，而装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。

船舶在不同装载情况下，相关的稳性参数是不一样的，诸如初稳性高、横摇角及最小倾覆力臂等均会随着船舶的装载情况不同而发生变化。对于某一艘货船来说，如何完整地表达任意装载状况下的稳性参数变化情况，或者准确地描述船舶载货量与稳性参数之间的关系，对发挥船舶的最大经济效益及指导船舶安全航行，具有相当重要的意义。

干散货船稳性安全研究：理论上，船舶满足了《2008年IS规则》，就能保证稳性安全，但是，从大量的海损事故看，干散货船事故往往是出发时能够满足稳性要求，而在航却发生了问题。2005年12月21日，满载陶土的“铭扬洲178”沉没，事后调查时没有获得散装陶土得到有效平舱处理的证据，经分析，散装陶土在船舶过度横摇时产生移位，从而导致在航船舶倾斜丧失稳性而发生事故。一般说来，在航干散货船极易因货物流态化或平舱不当、货物移位而影响稳性。

1．货物流态化影响船舶稳性。

2．由于平舱不当或货物重量分配不合理而使货物在恶劣气中发生位移，进而降低船舶稳性。

3．运输积载因数较小的散货时，过大的稳性对部分干散货船带来了灭顶之灾。

货物流态化或移位会导致干散货船舶稳性丧失；积载因数小的散货会导致稳性过大，影响老旧船舶安全，文中结合最新法规要求提出了应对措施，希望能抛砖引玉，引起船舶驾驶员对稳性的重视，以便采取有效措施，确保船舶安全。

散货船快速性研究：船舶快速性是船舶重要性能之一。它直接影响到船舶客货运输的周转期和运输能力，是影响船舶营运经济指标的一个重要参数。对每一艘新造的船舶，以及对原设计作了重大修改的改装船舶(或船队)，快速性试验是衡量设计改装是否成功的重要项目之一。通过快速性试验将获得在各种设计吃水时，主机发挥额定功率工作所能达到最大转速情况下的航速——功率——转速曲线。

世界主要航运发达国家制定船舶航速规程或标准。

英国船舶研究协会的实船测试规程建议至少以四种不同的航速进行分级检测试验.

在前苏联的造船实践中，对运输船舶进行航速试验时，规定下列五种航速状态的试验是必须进行的:n=nH;n=1.o8nH;n=0.91nH;n=0.79nH;n=0.63nH。其中nH 为主机额定功率的每分钟转速。

我国CB‘309’《实船快速性试验规程》规定，以主机额定转速对应功率的50%，75%，90%，100%及超负荷作为航速试验工况。

对船舶进行航速测试之前必须要制定出试验大纲，规定进行各种测量和观察的方法、测试项目、初测参数及测试范围、方法、步骤等。所有参加试验的人员都应事先熟悉这个大纲，并有明确的分工以便按大纲要求及顺序进行。制定试验大纲所依据的技术标准有:

1.GB3221柴油机动力内河船舶系泊及航行试验大纲。

2.GB3090实船快速性试验规程。

3.JT-24008长江船舶(船队)航行技术性能实船试验方法。

船舶的航速测试有多种方法，如:最简单的抛木块法、雷达测距法以及红外线测距法等.但是用前一种方法测试时精确度不高，后二种方法则不是所有单位都能具备这些仪器设备的，所以在常规情况下，上述几种方法都不被采用。快速性又

包括船舶阻力和船舶推进。“船舶阻力”是与造船工程实际密切联系，对设计性能良好的船舶具有重要意义。主要问题包括：船舶以一定的速度在水中航行时所遭受的各种阻力成分的成因，特性，及随航速，船型和外界条件不同的变化规律；研究减小阻力的方法，寻求设计低阻力的优良船型；研究船舶阻力估算方法，以及如何通过模型实验来确定船舶阻力，为决定主机功率，设计推进器提供可靠的依据。采用CFD技术研究船舶的航行性能，可以快速、全面地掌握船舶周围的精细流场特性，但影响其计算精度的因素有很多。可以利用商业软件对多艘散货船的绕流场和阻力进行了数值试验研究，对网格、来流湍流度、计算区域以及湍流模型等因素的选择对船舶CFD计算的影响进行分析，得到了一些有意义的结论。结果表明选取合适的网格数、来流条件、计算区域及湍流模型可以将计算精度控制在1%左右，可以满足工程的实际使用要求.

“船舶推进”主要研究推进器在水中运动时产生推理的基本原理，影响螺旋桨性能，船机浆的配合，以及如何设计性能优良的螺旋桨推进器等问题。船用螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计与加工精度，将直接影响船的推进速度。曾有报道在八十年代日本几家公司就因为向前苏联出售加工高精度潜水艇用螺旋桨的数控机床而受到美国及巴统的严厉制裁。可见，螺旋桨的设计与加工对造船来说是很重要的。因此，首先要对它的曲面生成原理进行研究，然后再利用Pro/ENGINEER软件曲面造型功能进行造型，并生成加工程序。所以船舶推进研究主要是螺旋桨的设计问题。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

1.确定设计船的排水量、重量重心计算与主尺度；

2.总布置设计；

3.型线设计、计算船体静水力曲线与初稳性；

4.阻力估算和螺旋桨计算与绘图

三、研究步骤、方法及措施：

根据船舶设计原理以及船舶静力学和船舶快速性内容解决问题、

先根据母型船主尺度用方形系数相等得出设计船主尺度，按照比例放大母型船型线图。修改型值表。接下来根据母型船总布置图在平行中体部分加入几个肋位。

开始计算设计船的排水量以及空船重量，计算在4种不同装载情况下的重心位置。根据船舶静力学做静水力计算表格，最后按照总表数据绘制静水力曲线图。