船舶设计原理复习

考试题型：填空（10~15分） 判断（＜15分） 名词解释（＜10分） 论述分析（40~50） 计算题（20分）

填空题：1我国海洋划分为遮蔽航区，沿海航区，近海航区，无线航区四个航区。2我国将长江划分为A 级航区，B 级航区，C 级航区三个航区。3现代新船设计将设计阶段划分为报价设计，合同设计，详细设计，生产设计。4影响钢料重量因素大小顺序排列：L ，B ，D ，d ，C B 。5载重型船舶是载重量系数μDW =DW∕Δ较大且比较稳定，先利用载重量系数求得排水量，然后再确定相应的主尺度的船舶如货船，油船。6布置型船舶是先从布置地位需要拟定主尺度，然后计算排水量的船舶，如客船，拖船，集装箱船，游艇，科学考察船，渡船，渔船。7“A”型船舶是专为载运散装液体货物而设计的一种船舶。8破舱稳性的衡准方法有确定性方法和概率衡准方法。9自持力与续航力之间的关系：自持力=Ｒ／﹙Ｖｓ·２４﹚。１０.SOLAS 公约的内容是海上人命安全。11.MARPOL （73／78）公约的内容：防止船舶造成污染。12型线图的设计绘制方法：自行设计法，型船改造法，系列图谱法，数学船型法。13.物质燃烧的必要条件是 可燃物质，温度和空气中的氧气。14不燃物质是指加热至约750℃时，既不燃烧，也不放出足量能自燃的易燃蒸汽的材料。15系列船型有系列60，BSRA 系列，SSPA 系列，德国汉堡造船研究所ＨＳＶＡ系列，日本ＳＲ４５快速货船系列，和ＳＲ９８肥大船系列（带球首），我国开发研究的系列船型有长江客货船系列，肥大船系列。16.进行快速性预报中，海军常

数法公式为233v P C

∆=。17浮力方程式为：3~5%b kLBdC LW DW LW ω∆==++。横摇周期公式：240.58g

B z T f GM += 判断题：１上层建筑和凸形甲板对最小干舷的修正是减少的（√）。２.舵踵重量，主机底座，

锅炉底座在空船重量分类中属于船体钢料部分（√）。３燃油及滑油管系，压缩空气及废气管系在空船重量分类中属于机电设备部分（√）。４一船舶由江驶入海中吃水变化是变浅了（√）。５当分舱因素Ｆ＝０.２５时，则要求三舱不沉（√）。６.加大舭升高，减小舭半径容易产生舭涡，横摇加速度增大，但是横摇阻尼增大，对横摇有利（√）。７甲板淹湿程度与波浪大小，船舶在波浪中运动情况和干舷有关（√）。８宽吃水比大，对航向稳定性不利，反之对船舶回转性不利（√）。９棉花的积载因素比铁矿石的大（√）。１０.巴拿马运河的通航限制为：船长２９４.１３ｍ，船宽３２.３１ｍ，吃水１２.０４ｍ（√）。１１船舶登记吨位的量纲不是重量而是容积（√）。１２.载重量ＤＷ包括货物，人员及行李，食品，淡水，燃油，滑油，炉水以及备品和供应品的重量，如果满载设计状态还有压载水，则还包括压载水的重量（√）。１３.船舶消防法规中，一般以总吨位来分档，其中５００，１０００，２０００，４０００吨都是分档线（√）。１４油船的载重量系数比多用途货船的大（√）。１５.限制甲板上集装箱数量的主要因素是船舶的稳性，关键是集装箱的重心高度（√）。16载重线和甲板线标志中圆心距干舷甲板上表面的垂直距离等于所核定的夏季干舷。（√）17保证两船技术条件相同，增加1t 载货量，其排水量的增量超过1t.（√）18诺曼系数恒大于1（√）.

名词解释：

１试航速度：主机最大持续功率情况下，蒲式风级不超过三级的满载试航速度。２服务速度：船舶平时营运所使用的速度。３船舶设计任务书：是船舶设计的依据，是由船东或业主依据使用要求，考虑技术和经济条件等实际情况，经过技术经济论证之后编制的。４分舱因素：是决定船舶抗沉性要求的一个关键因素，其具体数值与船舶长度，用途及业务性质有关。５许可舱长：规范中规定的分舱时任一舱室所允许内最大长度ｌ＝ｌｆ×Ｆ。６可浸长度：沿船长方向某一点为中心的舱室破损后，不致浸过限界线的最大允许舱长。７业务衡准数：是衡量船舶业务性质的特征参数，它表示究竟是以货运为主还是客运为主，或者客货合运。８浸透率：该处所被水浸占的百分比。９容量图：以船长为横坐标，各舱横剖面面积为纵坐标绘制的曲线图，各舱曲线所围成的面积为该舱的型容积，型容积的形心为该舱形心的纵向位置。１０舱容要素曲线：以Ｖｃ，Xb ，Ｚｂ为横坐标，液面高度为纵坐标绘制的曲线图，主要提供液体舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线。１１.限界线：舱壁甲板下面不小于７６ｍｍ的连线。１２.舱壁甲板：横向水密舱壁达到的最高一层甲板。１３积载因素：每吨货物所占据的货舱容积。总吨位：量计除“免除处所”以外的全船所有“围壁处所”的吨位。１４净吨位：从总吨位减去船员舱室，机器处所等非营利容积所得到的有效容积。１５续航力：在规定的主机功率或航速情况下，船上一次所带燃料可供连续航行的距离。１６自持力：船上所带淡水河食品能在海上维持的天数。

论述分析：

１为什么要有排水量储备，重心储备，固定压载？

考虑加排水量裕度原因是１）设计中重量估算误差２）为预计重量的增加，如设计后期或建造过程中船东提出增加设备等３）建造中时常难免会采用代用品（包括材料和设备等）而导致空船重量增加。对客船，集装箱船等稳性要求较高或稳性富余很小的船舶，以及设计和建造经验较少的新型船舶，从保证船舶的安全性出发来提高重心为重心储备。加固定压载的原因１）某些船稳性不足，加固定压载以降低重心高度。２）某些特殊船舶的满载吃水太浅或排水量太小 ，用固定压载以加大吃水和排水量３）有的船因为布置特殊要求导致浮态不理想，用固定压载来调整纵倾和横倾。

2.从主尺度要素，型线设计和船体总布置来谈谈如何提高稳性？

稳性分为完整稳性和破舱稳性。完整稳性的提高：1）增大B ，D ，Cw ，B/d,B/D 对稳性有利，２）降低重心高度Ｚｇ是改善稳性的最重要的措施，在布置设计中要特别注意重心高度的控制。３）在重心增加不多的情况下，增加Ｄ或Ｆ，Ｆ/d 对大倾角稳性的复原力臂和进水角有利。4）在总布置设计决定中注意提高进水口位置，减小受风面积和上层建筑的大小，对大倾角稳性有利。5）控制自由液面和减小横倾外力矩。6）设计V 型剖面，设计水线以上的横剖面适当外飘和采用较大舷弧，可增加大倾角时的复原力臂。

破舱稳性的提高：增加Ｄ或F 或F/d 是提高抗沉能力最有效的办法，但注意不要使重心有较大的提高，影响船舶稳性。

2）最有效的措施是降低船舶重心高度，保证有较好的完整稳性。3）不要增大B 和Ｃｗ可能会引起破舱后稳性损失过大，对破舱稳性不利。４）避免和减少不对称浸水时的横倾力矩，如左右舱设横贯浸水装置。５）在布置时，注意合理分舱。

３写出容积方程式，分析如何提高舱容和改变那些因素能达到设计效果？

()()c c c pp a f m d W k K L l l l B D h μ⎡⎤=-++-⎣⎦1）增加D 和D/d 是增加货舱容积，提高积载因素最有效的措施。2）缩

短首，尾尖舱和机舱可增大货舱容积。3）增加船长,可提高积载因素或增加货舱容积,但船长增加，钢料重量和造价也提高。4）在排水量不变的情况下，船宽的增加如果和方形系数的减小相配合，则舱容和积载因素均将增加。 4三大船型剖面特征和布置特点。

散货船：采用尾机型，使中部方整的部位都可以用于货舱，有利于货舱口的布置和提高舱容利用率。有利于结构的连续性和提高纵总强度。货舱设顶边舱和底边舱，减小卸货时的清舱工作量，可以将散货堆满，减少平舱工作量。顶边舱和底边舱用于装载压载水，提高了压载重心，可增加压载航行的首尾吃水和改善压载状态的横摇性能。散货船一般都为单甲板，驾驶室和船员生活舱室等都设置在船尾，甲板室的层数和高度根据所需的布置地位以及驾驶盲区的要求确定。大多设有甲板起重机，用于卸货。

集装箱船：中小型大多采用尾机型，大型船采用中尾机型，由于集装箱船航速较高，方形系数较小，尾部比较削瘦，采用尾机型机舱需要较大的长度，而中尾机型的机舱长度相对可减少。货舱形状由于大开口的要求，绝大多数采用双壳体结构。双壳体的上部设有平台，形成箱型抗扭结构。上层建筑具有长度短，层数多的特点。船首容易上浪，一般设有首楼。不设起货设备。由于重心很高，为解决稳性问题，满载情况也要用压载水来降低重心高度。

油船：载重量600t 及以上的油船须设置双层底以及载重量5000t 及以上的油船须设置双底双壳，双层底双壳体内不能用作货油舱。要设置专用压载水舱。尾机型，具有完整横舱壁和中间强框架的纵向骨架。

5高速船一般采用什么样的线形，为什么要这样的线形？

高速船首部横剖面采用U 型，U 型剖面排水量上下分布均匀，设计水线瘦削，半进流角小，可减少兴波阻力。不设平行中体，首部瘦削尾部丰满的设计水线对快速船具有更小的阻力。尾部横剖面采用V 型，Ｖ型剖面湿表面小，船底较瘦削，纵剖线平顺，阻力性能好，棱形系数宜选大些，使满载水线较丰满，对兴波阻力有利。浮心纵向坐标中后为宜，使首部瘦削，以减小兴波阻力。设计水线的首端形状为微凹形，船速大，兴波向后扩展，压力增高区扩大，所以高速船必须削瘦整段首部水线。

6球首的几何参数和降阻机理？（其他特殊首尾形状也需要记忆一下）

几何参数，球鼻面积比b f ，球鼻相对长度b l ，最大宽度比b b ，相对津深b h ，相对排水体积b V 。对于高速船，让球鼻产生的首波系的波谷，恰好与主船体产生的波系的波峰相重减小综合波高，达到有利的行波干扰，取得消波效果，对于中低速肥大型船，减少首部紊流波浪的破碎阻力，达到节能目的。

计算题1初稳性高的计算。公式：b g GM Z r Z =+-，x I r =∇，对于长方形的船模3

12

x LB I =，wLBD ∇=，若真实船舶3023L x I y dx =⎰，b wkLBDC ∇=，自由液面对初稳性的修正11x i G M GM ω=-∆

，在任意位置装卸载荷对船舶浮态及稳性的影响。先假定重量P 装在A1（坐标Xf ，0，z ）处，则：w p d wA δ=，12p d G M GM d z GM p δ⎡⎤=++--⎢⎥∆+⎣⎦

。 将重量p 自A1移至A （x ，y ，z ）处，则：()1

tan py p G M φ=∆+。悬挂重量对船舶初稳性的影响1pl G M GM =-∆ 静稳性曲线和动稳性曲线的相关计算也须复习一下。