浙江海洋学院船舶静水力性能及稳性计算

课程设计成果说明书
题目：船舶静水力性能及稳性计算
学生姓名：
学号：
学院：船舶与建筑工程学院
班级：
指导教师：
海洋学院教务处
2012年12月25 日
海洋学院课程设计成绩评定表2012 —2013 学年第一学期
《船舶静力学》课程设计指导书
一、设计目的
《船舶静力学》是船舶与海洋工程专业的一门重要专业课，在课程中学习船体几形体的表达法；学习船舶安全漂浮水面保持一定稳性和浮态的基本原理和计算法以及抗沉性能的研究。

根据教学大纲要求的重点容，本课程设计包括两面容★：一是运用所学基本法和知识完成某一条船的静水力性能计算并绘制出静水力曲线图，使学生在了解和掌握基本原理的前提下实践计算流程；二是采用变排水量法计算并完成某一条船的静、动稳性曲线绘制。

通过该课程设计环节达到对课程重点容的消化和吸收，提高学生的工程技术素养，为后续课程学习和今后从事船舶设计、建造和开发等科研工作打下结实的理论基础。

注★：第一部分容大部分学生完成，第二部分容指定学生完成。

1班10，2班12
二、容
1、静水力性能计算。

依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任务：
选取合适法计算并绘制浮性和稳性曲线包括：
(1) 型排水体积曲线
(2) 排水量曲线
(3) 浮心纵向坐标x B曲线
(4) 浮心垂向坐标z B(或KB)曲线
(5) 水线面面积Aw曲线
(6) 漂心纵向坐标x F曲线
(7) 每厘米吃水吨数TPC曲线
(8) 横稳心半径BM曲线
(9) 纵稳心半径BM L曲线(10) 每厘米纵倾力矩MTC曲线
(11) 水线面系数C wP曲线
(12) 中横剖面系数C M曲线
(13) 形系数C B曲线
(14) 棱形系数C P曲线
2、依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任务：
采用变排水量计算法计算并绘制设计排水量时对应的静、动稳性曲线，计算后得出稳性衡准数K值。

三、要求
1．静水力性能采用excel 电子表格计算，静水力曲线图用AUTOCAD在计算机上完成。

2．采用电子表格进行变排水量法计算，乞氏剖面及水线、横截曲线、稳性曲线均用AUTOCAD 在计算机上完成。

3．设计结果要求输出打印，按规定格式，以A4幅面整理成设计说明书。

容包括船型和14条静水力曲线数据的直接计算表格及所绘制静水力曲线图；横截曲线、稳性曲线的直接计算表格及所绘制曲线；设计后的总结与感想等。

文本书写工整划一，言语规，绘图标准。

4．所有设计相关计算表格及数据、曲线汇总于课程设计电子稿版本中与设计说明书一并提交。

四、时间
１（2012-12-17到2012-12-21）,各班班长于21日下午17:00前收齐上交。

五、型船资料
设计船型线图、总布置图等
六、其他
如发现设计数据、图纸存在雷同，设计作废并重新就其他船舶完成相关设计，课程设计成绩计算基准减半。

以下为成果说明书基本格式，正文字体：宋体，字号：小四，行间距：18磅。

容见推荐目录。

摘要静水力图全面表达了船舶在静止正浮状态下浮性和稳性要素随吃水而变化的规律。

静、动稳性曲线是为了反映船舶在大倾角的状态下受到的力矩，以及倾斜力矩所做的功。

这两图反映了船舶的性能以及安全性，是非常重要的两图。

关键词：静水力图、曲线
目录：（参考）
一、封面 (1)
二、海洋学院课程设计成绩评定表 (2)
三、任务书 (3)
四、摘要 (5)
五、目录 (6)
六、正文
（一）静水力计算
1、船型、主尺度及计算法 (7)
2、计算列表汇总 (7)
3、曲线绘制 (8)
（二）稳性校核
1、船型、主尺度及计算法 (9)
2、剖面定位及计算列表汇总 (9)
3、稳性横截曲线 (10)
4、静稳性曲线 (10)
5、动稳性曲线 (11)
（三）设计总结分析 (12)
（四）参考文献 (13)
绘制静水力曲线的船，其垂线间长为92.3m，船体型宽为15.8m，型深7.4米，设计吃水5.9m，排水量7089.92t，形系数0.796。

首先，通过读取船的型值表，得到500WL，1000WL，1500WL，2000WL，3000WL，4000WL，5000WL，6000WL，7000WL。

这些水线在各站线上的型值，将它们填入excel表格，通过梯形法计算出各水线面的面积Aw，并注意进行端点修正。

在表格中，通过公式，我们可以得到水线面面积对船中的静矩，通过各水线面对中站的静矩除以水线面面积便得到各水线面的漂心Xf。

通过静矩的值，可以得到船体水线面对通过船中的横轴的纵向惯性矩，减去Xf²×Aw 的积便得到水线面对于通过漂心的横向轴的纵向惯性矩IL。

通过半宽，求横向惯性矩It。

然后，由于知道各水线面面积以及各水线之间的间距，通过表格中相邻水线面面积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各水线面下的排水体积，并求得排水量。

在知道漂心位置Xf和水线面面积Aw后，我们通过各水线的Xf与Aw的乘积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各各水线面下的排水体积的浮心纵向坐标Xb。

而浮心的垂向坐标Zb我们可以通过各水线面对基平面的静矩值利用与计算浮心纵坐标相同的法求得。

在上面计算中，已得到IL和It和排水体积，我们便可以通过公式得到各水线面的纵、横惯性矩除以各水线下的排水体积得到横、纵稳心半径BM和BML。

最后利用水线面每厘米纵倾力矩MTC，水线面系数Cwp，每厘米吃水吨数TPC，形系数Cb，棱形系数Cp，中横剖面系数Cm的公式求得这些系数值。

有关公式：
横剖面站号水线半
宽（m)
面矩
乘数
惯矩
乘数
面矩函数
（Ⅱ)×(
Ⅲ)
惯矩函数（Ⅱ）
×（Ⅳ）
水线半宽立
（m3)
ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ
0 -0.1 -10 100 1 -10 -0.001
1 0.204 -9 81 -1.836 16.524 0.008
2 0.546 -8 64 -4.368 34.944 0.163
3 1.369 -7 49 -9.583 67. 2.566
4 3.3 -6 36 -19.8 118.8 35.937
5 5.575 -5 25 -27.875 .375 .274
6 6.656 -4 16 -26.624 106.496 294.876
7 6.74 -3 9 -20.22 60.66 306.182
8 6.74 -2 4 -13.48 26.96 306.182
9 6.74 -1 1 -6.74 6.74 306.182 10
6.74 0 0 0 0 306.182
11 6.74 1 1 6.74 6.74 306.182
12 6.74 2 4 13.48 26.96 306.182
13 6.74 3 9 20.22 60.66 306.182
14 6.74 4 16 26.96 107.84 306.182
15 6.74 5 25 33.7 168.5 306.182
16 6.255 6 36 37.53 225.18 244.727
17 4.818 7 49 33.726 236.082 111.841
18 2.701 8 64 21.608 172.864 19.705
19 0.55 9 81 4.95 44.55 0.166
20 -0.415 10 100 -4.15 -41.5 -0. 总和
Σ’
92.119
0 770.00
64.238 1575.456 3638.830
修正
值ε
-0.258 修正
后Σ
92.377
计算公式Aw=2δLΣⅡ(㎡)
计算
结果
852.635 0.585 3.209 300925.758 11196.679
17 5.816 7 49 40.712 284.984 196.731 18 3.928 8 64 31.424 251.392
60.606 19 1.877 9 81 16.893 . 6.613 20 0.200 10
100
2.000
20.000
0.008
总和Σˊ 110.112 0 770 68.396 2219.336 5206.482
修正值ε -0.006 修正后Σ
110.118
计算公式
计算结果 1016.389 0.697 2.866 427931.654 16020.345
表Ⅰ Aw,x F ,I T ,I L ,C WP 计算表
水线号1000 d=5.900m δL=4.615m 2/3δL=3.077m
2(δL)3=196.5826m
3
横剖面站号 水线半宽 （m ） 面矩乘数 惯矩乘数 面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ） 惯矩函
数（Ⅱ）
×（Ⅳ） 水线半宽立 （m 3
）
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0 -0.287 -10 100 2.870 -28.700 -0. 1 1. -9 81 -9.261 83.349 1.090 2 2.976 -8 64 -23.808 190.464 26.357 3 5.168 -7 49 -36.176 253.232
.
4 6.948 -6 36 -41.688 250.128 335.413
5 7.731 -5 25 -38.655 193.275 462.069 6
7.900
-4
16
-31.600
126.400 493.039
7 7.900 -3 9 -23.700 71.100 493.039
8 7.900 -2 4 -15.800 31.600 493.039
9 7.900 -1 1 -7.900 7.900 493.039
10 7.900 0 0 0.000 0.000 493.039
11 7.900 1 1 7.900 7.900 493.039
12 7.900 2 4 15.800 31.600 493.039
13 7.900 3 9 23.700 71.100 493.039
14 7.900 4 16 31.600 126.400 493.039
15 7.900 5 25 39.500 197.500 493.039
16 7.741 6 36 46.446 278.676 463.865
17 6.820 7 49 47.740 334. 317.215
18 5. 8 64 40.712 325.696 131.795
19 2.900 9 81 26.100 234.900 24.389
20 0.695 10 100 6.950 69.500 0.336 总和
Σˊ
125.81
0 770 60.730 2856.20
6830.92
1
修正
值ε
0.204 修正
后Σ
125.606
计算
公式
计算结果1159.34
3
0.795 2.231 555707.
21018.7
45
表Ⅰ Aw,x F,I T,I L,C WP计算表
水线
号1000 d=5.900m
δL=4.
615m
2/3δL=3.077m 2(δL)3=196.5826m3
横剖面站号 水线半宽 （m ） 面矩乘数 惯矩乘数 面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ） 惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ） 水线半宽立（m 3）
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0 -0.441 -10 100 4.410 -44.100 -0.086 1 1. -9 81 -9.261 83.349 1.090 2 2.976 -8 64 -23.808 190.464 26.357 3 5.168 -7 49 -36.176 253.232 . 4 6.948 -6 36 -41.688 250.128 335.413 5 7.731 -5 25 -38.655 193.275 462.069 6 7.9 -4 16 -31.600 126.400 493.039 7 7.9 -3 9 -23.700 71.100 493.039 8 7.900 -2 4 -15.800 31.600 493.039 9 7.900 -1 1 -7.900 7.900 493.039 10 7.900 0 0 0.000 0.000 493.039 11 7.900 1 1 7.900 7.900 493.039 12 7.900 2 4 15.800 31.600 493.039 13 7.900 3 9 23.700 71.100 493.039 14 7.900 4 16 31.600 126.400 493.039 15 7.900 5 25 39.500 197.500 493.039 16 7.741 6 36 46.446 278.676 463.865 17 6.82 7 49 47.740 334. 317.215 18 5. 8 64 40.712 325.696 131.795 19 2.9 9 81 26.100 234.900 24.389 20 1.445 10
100
14.450
144.500
3.017
总和Σˊ 126.41 0
770
69.770 2915.8 6833.541
修正值ε 0.502 修正后Σ 125.904
计算
18 5.48 8 64 43.840 350.720 164.567 19 3.228 9 81 29.052 261.468 33.636 20 2.034 10
100
20.340
203.400
8.415
总和Σˊ 130.517
0 770 66.164 3175.996 7118.719
修正值ε 0.7455
修正后Σ
129.7715
计算公式
)
(Ⅱ
Ⅴm L x F ∑∑=δ
)
(A -Ⅵ)(242
w 3m x L I F
L ∑=δ ）（4
m Ⅶ32
∑=L I T
δ
计算结果 1197.791 0.821 2.353 617714.
21904.29
9
表Ⅰ Aw,x F ,I T ,I L ,C WP 计算表
水线号1000 d=5.900m δL=
4.615
m
2/3δL=3.077m
2(δL)3=196.5826m 3
横剖面站号 水线半宽 （m ） 面矩乘数 惯矩乘数 面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ） 惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ） 水线半宽立（m 3）
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0 -0.601 -10 100 6. -60.100 -0.217 1 2.21 -9 81 -19.890 179. 10.794 2 4.67 -8 64 -37.360 298.880 101.848 3 6.528 -7 49 -45.696 319.872 278. 4 7.509 -6 36 -45.054 270.324 423.396 5
7.873
-5
25
-39.365
196.825
488.001
设计总结：
通过本次课程设计首先使我们更进一步的掌握Auto CAD 的应用，更重要的是对《船舶静力学》有了更深入的了解。

在了解和掌握基本原理的前提下，通过实践计算绘图达到对课程重点容的消化和吸收，这使我们的工程技术素养得到了提高，并为后续课程学习和今后从事船舶设计、建造和开发等科研工作打下结实的理论基础。

在图形的输出上也遇到了不少困难，虽然过程烦琐，但结果令人欣慰。

工作的谨性需要在以后的生活和工作中保持下去。