船舶的设计原理第5章
华科船舶设计原理课程设计
华科船舶设计原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握船舶设计的基本原理，包括浮力、稳性、阻力等关键概念；2. 学习船舶结构、材料及动力系统的知识，并能运用到实际设计中；3. 掌握船舶设计流程和规范，能运用相关软件进行初步的船舶设计。
技能目标：1. 培养学生运用科学方法分析和解决船舶设计过程中遇到问题的能力；2. 提高学生团队协作、沟通表达及创新能力，能在设计项目中发挥个人特长；3. 培养学生运用船舶设计软件进行设计实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对船舶设计学科的兴趣和热情，激发学生主动探索的精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念，关注船舶设计对环境和社会的影响；3. 增强学生的民族自豪感，认识到我国船舶工业的发展成就，激发学生为国家和民族作出贡献的意愿。
课程性质：本课程为华科船舶工程专业核心课程，以实践性、应用性为主，注重理论联系实际。
学生特点：学生具备一定的船舶基础知识，具有较强的逻辑思维和动手能力，但对船舶设计实践尚缺乏经验。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养创新精神和实践能力。
通过课程学习，使学生在船舶设计方面具备一定的理论水平和实际操作能力。
二、教学内容1. 船舶设计基本原理：包括浮力、稳性、阻力的概念及其在船舶设计中的应用；讲解船舶的排水量、船体形状、船体结构对性能的影响。
教材章节：第一章 船舶设计基本原理2. 船舶结构、材料及动力系统：介绍船舶的构造、主要材料及动力系统的类型和选型原则；分析不同结构、材料和动力系统对船舶性能的影响。
教材章节：第二章 船舶结构与材料和第三章 船舶动力系统3. 船舶设计流程与规范：讲解船舶设计的基本流程、设计规范以及相关法规；指导学生如何运用规范进行船舶设计。
教材章节：第四章 船舶设计流程与规范4. 船舶设计软件应用：教授船舶设计常用软件的基本操作，如CAD、CAE 等；指导学生利用软件进行船舶设计实践。
船舶原理 必背
船舶货运符号1、船舶形状2、船型系数3、常用位置点3．其它4．稳性参数基本公式：第二章：近似算法梯形法 )2(00nni i y y y l A +-=∑= 辛一法 )4(31321y y y l A ++=辛二法 )33(834321y y y y l A +++=第三章：浮性1．重量、重心计算：i P D D ∑+=1 11)(1D M D X P X D X xp i g g i =⋅∑+⋅= 1)(1D Y P Y D Y i p i g g ⋅∑+⋅=11)(1D M D Z P Z D Z Zp i g g i =⋅∑+⋅=注意：利用合力矩定理，∑==n1i (力矩）分力对该轴或支点取的的力矩合力对某一支点或轴取其中：11g g 1g 1Z ,Y ,X ,∆为装卸后重量、重心。
g g g Z ,Y ,X ,∆为装卸前重量、重心，Pi Pi i P iZ ,Y ,X ,P ，为装卸货物重量、重心，装货为+，卸货为—x M ：全船重量纵向力矩； Z M ：全船重量的垂向力矩；2．少量装卸对吃水影响TPC100Pd P =δ W A TPC ρ01.0=其中：TPC -当前水域密度下的每厘米吃水吨数。
P -装卸货物重量，装货为+，卸货为—3．舷外水密度变化对船舶吃水的影响⎰=b aydxA⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=1100211ρρδρTPC Dd 其中： 1ρ-先前的水域密度；2ρ-后来的水域密度第四章 稳性1．初稳性高度定义式：g M Z Z GM -= M Z 根据型吃水查静水力资料，g Z 利用公式计算 2．船内垂移货物（初始正浮）： Dpl GM M G z-=1 3．船内横移货物（初始正浮）：GMD P tg y ⋅=θ4．自由液面的影响 Di GM M G xii ∑-=ρ1其中：自由液面修正量为 DiGMix i f∑=ρδx i -水线面的自由液面惯矩，对于矩形液面 3x lb 121i =对于等腰梯形液面)b b )(b b (481i 222121x ++=注意：GM 是指船舶装载与液体同重的固体时的初稳性高度，即没有考虑液体的流动性。
船舶设计原理-第五章-方案构思与主尺度选择课件
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第五章 方案构思与主尺度选择 5.1 总体设计方案构思
➢集装箱船由于重心很高，为解决稳性问题，满载情况也常需要用压载 水来降低重心高度，所以双层底舱几乎全部用作压载水舱。此外，首 尾尖舱、两舷双壳体内一般也用作压载水舱。为了平衡装卸集装箱时 的横倾，两舷边舱中的左右一对压载水舱通常各装50％压载水，用作 调整横倾。集装箱船在装卸舱内集装箱时横倾不能超过5°，以免集装 箱被导轨卡住。
➢集装箱船的货舱形状由于大开口的要求，绝大多数采用双壳体结构。 为了提高甲板大开口船的抗弯、抗扭强度，双壳体的上部都设有平台， 形成箱形抗扭结构。由于货舱盖上要堆装多层集装箱(一般在4层以上) ，所以舱盖要有足够的强度。吊装式舱口盖因每块盖板的重量要控制 在起货设备的起吊能力范围内，所以舱盖的大小、布置和支撑形式与 货舱的设计也有密切关系。
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第五章 方案构思与主尺度选择
船舶设计原理
5.1 总体设计方案构思 集装箱船布置特征:
➢集装箱船的上层建筑具有长度短，层数多的特点。长度短是为了节省 甲板面积；层数多是驾驶室高度的需要，目的是为了解决驾驶盲区的 问题。 IMO规定集装箱船驾驶盲区不应大于2倍船长，过巴拿马运河时 盲区另有规定。
➢大中型集装箱船通常不设起货设备。小型集装箱船为适应小型港口的 需要，常设置甲板起重机。为了减少设置起重机对集装箱布置的影响， 有些船将起重机布置在舷侧。
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第五章 方案构思与主尺度选择 5.1 总体设计方案构思
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_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。
第五章 船舶舱室设计
（ l ）满足使用要求。 （2 ）符合规范、公约约束。 （3 ）紧密地与船体设计配合。 （ 4 ）注意船体结构。 （5 ）充分考虑船舶制造工艺，特别是现代船舶制
造工艺中壳舾涂一体化和模块化问题。
（ 6 ）给人以“美感”。这是舱室与区划在美学上 的要求。在设计时要充分体现舱室的特点，形成 其特定的性格和风格。
（1）甲板区域划分与平面布置； （2）舱室防火分隔； （3）甲板敷料布置； （4）绝缘材料布置； （5）舱室内装节点布置； （6）舱室预埋件布置； （7）门窗布置； （8）灯具空调布置； （9）梯道布置； （10）各工作舱室布置； （11）各公共舱室布置； （12）备品、装饰品订货明细表； （13）舱室供应品、备品清单明细表。
舱室的适用性在于最大限度地发挥其使用功能，以多种形 式美融于内在功能之中。这是设计的目的，也是设计的核心。
合理是工程技术最起码的要求。合理应包括结构形式合理、 空间上的合理、用材合理有效，最重要的是符合工艺设计要 求。安全是舱室设计中不可忽视而受约束的问题。国际公约 和各国规范都有严格的规定。舱室设计中直接涉及的安全问 题是防火和应急逃生，此外涉及船舶的性能，如稳性、抗沉 性，涉及设备的安全使用，船员和旅客的安全健康等因素。
舱室设计中着重考虑船舶的结构防火设计。尽 量使船体结构和防火结构两者结合起来，完成防 火主竖区的水平方向和垂直方向的分隔，也尽量 减轻上层建筑的整体重量，保证船舶（特别是客 船）具有足够的完整稳性。
舱室设计的总体原则为适用、合理、安全、舒适和经济。 适用就是设计中充分考虑其使用要求，并研究如何能有效地 发挥舱室的使用功能。如驾驶室能有利于驾驶、操作和全船 指挥；居住舱室利于船员或乘客休息和活动；厨房利于烹调 和配膳。
（l ）沟通上层建筑内部的各个区域； （2 ）对房舱与邻居住区域或其他区域进行隔音、隔热，并维
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 。
船舶概论第五章：海洋平台设计(海洋平台介绍)
FPSO
FPSO
FPSO
FPSO的主要功能有：
原油生产和污水处理
在FPSO主甲板以上，可根据生产工艺的要求设置 生产甲板。生产甲板就相当于一座陆地处理厂，在 生产甲板上设置油气生产和污水处理所不可缺少的 设备，如加热器、分离器、冷却器、污水脱油装置 、压缩机、输送泵、安全放空装置等，以及为生产 需要的其它配套设施。处理合格的原油进舱储存； 处理达标的生产污水直接排海或作为油田注水的水 源；分离出来的天然气作为发电机和加热锅炉的燃 料，或输送到陆地供客户使用。
各种平台的特点（续9）
3、张力腿式平台
张力腿式平台是利用绷紧状态下的锚索链产生的拉力与平台的剩余 浮力相平衡的钻井平台或生产平台。一般来说，半潜式平台的锚泊定位 系统，都是利用锚索的悬垂曲线的位能变化来吸收平台在波浪中动能的 变化。悬垂曲线链的特征之一是链的下端必须与水底相切，以保证锚柄 不会从水底抬起，这样就可保证锚的抓力。张力腿式平台也是采用锚泊 定位的，但与一般半潜式平台不同，其所用锚索是绷紧成直线的，不是 且悬垂曲线的，钢索的下端与水底不是相切的，而是几乎垂直的。用的 锚是桩锚（即打入水底的桩作为锚用），或重力式锚（重块）等，不是 一般容易起放的转爪锚。张力腿式平台的重力小于浮力，所相差的力可 依靠锚索向下的拉力来补偿，且此拉力应大于波浪产生的力，使锚索上 经常有向下的拉力，起着绷紧平台的作用。
FPSO本身就是一艘大型的船舶，可以有舵，能 自航，也可以无舵，靠拖航就位。该装置通过 固定式单点或悬链式单点系泊系统固定在海上 ，可随风浪和水流的作用360°全方位地自由 旋转。
FPSO
FPSO通常与采油平台或海底采油系统组 成一个完整的采油、原油处理、储油和 卸油系统。
工作原理：通过海底输油管线接受从海 底油井中采出的原油，并在船上进行处 理，然后储存在货油舱内，最后通过卸 载系统输往穿梭油轮(Shuttle Tanker)。
《船舶设计原理》课后习题及答案
《船舶设计原理》习题集第一章绪论1.从船舶的用途角度，船舶一般分哪些类型？从船舶的用途角度，船舶一般分为军用船舶和民用船舶，民用船舶主要有运输船、工程船、工作船以及特殊用途船等类型。
2.对新船的设计，主要满足那几个方面的基本要求？适用、安全、经济和美观4个方面3.船舶设计遵循的基本原则：贯彻国家的技术政策遵守国际、国内各种公约、规范和规则充分考虑船东的要求4.民船设计技术任务书主要包括哪些内容？①航区、航线；②用途；③船型；④船级；⑤船舶主要尺度及型线；⑥船体结构；⑦动力装置；⑧航速、续航力；⑨船舶性能；⑩船舶设备；⑪船员配备及其舱室设施5.海船的航区如何划分？内河船的航区如何划分？遮蔽、沿海（Ⅲ类航区）、近海（Ⅱ类航区）和无限航区（Ⅰ类航区）内河船舶航行区域，根据水文和气象条件划分为A，B，C三级，其实某些水域，一句水流湍急情况，又划分为急流航段，即J级航段6.目前，我国将新建船舶的设计划分为哪几个阶段？制定产品设计技术任务书、报价设计、初步设计（合同设计）、详细设计、生产设计、完工设计7.何谓船舶的设计航速与服务速度、试航速度、自由航速？设计航速、服务航速：设计航速是指在船舶设计时理论上给定的速度，服务航速是船舶在航行时实际的速度，船舶会根据班期，风向，水流等多种因素来调整船舶速度。
一般按设计航速的85%计算。
试航速度：船舶在满载情况下，静水域中主机额定功率所能达到的速度叫试航速度。
8.解释：航速、续航力、自持力以及他们之间的关系航速（kn，km/h）：民用运输船为要求达到的满载试航速度。
拖船常提出拖带航速、拖力的要求及自由航速的要求。
续航力（n mile，km）：在规定的航速或主机功率下（民船通常按主机额定功率的85%~90%的螺旋桨设计点时），船上所携带的燃料储备可供航行的距离。
自持力（d）：船上所携带的淡水河食品可供使用的天数。
9.船舶的六大性能：浮性、稳性、抗沉性、快速性、适航性、操纵性第二章海船法规的相关内容10. 船舶稳性衡准公式1/≥=f q l l K 中，q l 和f l 分别指什么，如何确定？q l ：最小倾覆力臂，m ，应用计及船舶横摇影响后的动稳性曲线来确定 f l ：风压倾侧力臂，m ，按下式计算f l =p A f Z/9810Δ11. 船舶的横摇角主要与哪些因素有关？船宽、吃水、初稳性高度、船舶类型和舭龙骨尺寸12. 按照法规要求，对干货船、油船、客船、集装箱船规定各核算哪些载况？干货船：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港客船：满载出港、满载到港、满客无货出港、满客无货到港、压载出港、压载到港油船：满载出港、满载到港、部分装载出港、部分装载到港、压载出港、压载到港集装箱船：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港13. 客船分舱和破舱稳性常规计算的目的是什么？保证船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定的稳态和稳性14. 主船体水密舱室划分时，如何决定其舱长？船舶处于最深分舱吃水时，船舶在一层或数层限定垂向浸水范围的甲板及其以下部分最大投影型长度（不一定对）15. 计算船舱进水后船舶浮态和稳性的基本方法有（增加重量法）和（损失浮力法）16. 解释：舱室渗透率、船舶的可浸长度及其曲线、安全限界线、分舱因数、分舱指数舱室渗透率：舱室渗透率是船舶破损后，在限界线下的被水侵占的舱室容积与各舱室容积之比。
第五章船舶推进装置
第五章船舶推进装置第五章船舶推进装置第⼀节船舶推进装置的传动⽅式船舶推进装置按传递到螺旋桨功率⽅式不同可分为以下⼏种。
⼀、直接传动直接传动是主机动⼒直接通过轴系传给螺旋桨的传动⽅式。
在这种传动⽅式中，主机和螺旋桨之间除了传动轴系外，没有减速和离合设备，运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。
它的主要优点是：（1）结构简单，维护管理⽅便。
只要安装时定位正确，平时管理中注意润滑冷却，⼀般不会出现⼤问题。
（2）经济性好，传动损失少，传动效率⾼。
主机多为耗油率低的⼤型低速柴油机。
螺旋桨转速较低，推进效率较⾼。
（3）⼯作可靠，寿命长。
因此普遍应⽤于⼤、中功率的民⽤船上。
其缺点是：整个动⼒装置的重量尺⼨⼤，要求主机有可反转性能，⾮设计⼯况下运转时经济性差，船舶微速航⾏速度受到主机最低稳定转速的限制。
⼆、间接传动间接传动是主机和螺旋桨之间的动⼒传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、减速器等）的⼀种传动⽅式。
根据中间传动设备的不同，⼜可分为只带齿轮减速器；只带滑差离合器和同时具有齿轮减速器和离合器三种。
它的主要优点是：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制。
只要适当选择减速⽐，就可使主机的转速适应螺旋桨的转速要求。
（2）轴系布置⽐较⾃由。
主机曲轴和螺旋桨轴可以同⼼布置也可以不同⼼布置，以改善螺旋桨的⼯作条件。
（3）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不⽤换向，使主机结构简单，⼯作可靠，管理⽅便，机动性提⾼。
（4）有利于多机并车运⾏及设置轴带发电机。
间接传动的主要缺点是轴系结构复杂，传动效率较低。
这种传动⽅式多⽤于中⼩型船舶以及以⼤功率中速柴油机、汽轮机和燃⽓轮机为主机的⼤型船舶。
近年来由于动⼒装置节能的需要，提⾼螺旋桨的推进效率越来越被⼈们重视，⽽采⽤⼤直径低转速螺旋桨是有效途径。
在70年代初，低速柴油机利⽤直接传动⽅式带动的螺旋桨转速多在100r/min以上，中速机通过减速箱减速⼀般也不低于90r/min。
船舶设计原理答案新
１1. 试航航速V t ：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下，静止在深水中（不超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。
服务航速V S 是指船寻常营运时所使用的速度，一般是平均值。
2. 续航力：一般指在规定的航速或主机功率情况下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。
3. 自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。
4. 船舶入级：是指新船预备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满足的规范。
船级：是指按什么规范，哪一级设计新船。
5. 积载因数C ：关于干货船，通常用其表征物资所需的容积，单位是T/m 3 ，即每吨货所要求的货舱容积数。
6. 船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分，甲板层数，甲板间高等。
7. 载重量系数ηdW =D W /Δ：它表示船的D W 占Δ的百分数，对同样Δ的船来说，ηdW 大者，L W 小，表示其载重多。
而对同一使用任务要求，即D W 和其他要求相同时，ηdW 大者，说明Δ小些也能满足要求。
8. 平方模数法：假定W h 比例于船体结构部件的总面积（用L ,B ,D 的某种组合）如W h = C h L(aB+bD)。
该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。
9. 立方模数法：假定W h 比例于船的内部总体积（用LBD 反映）则有W h =C h LBD 。
该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，C h 值随L 增加而减少的趋势比较稳定。
对大、中型船较为适用。
缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD 各要素对W h 的阻碍看成是等同的。
10. 诺曼系数N:N =)¤32¤32¤(11Wm Wt Wn ++- ,表示的是增加1Tdw 时船所要增加的浮力。
11. 载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。
12. 布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。
第5章船舶电力推进自动控制系统
按照上述要求， 电动机的输出特性应控制在如图 5-5 所示的由最高转速 nmax、 最大转矩 Temax 和最大功率围成的工作区间内，其最大值的限制为：
nmax = (1.2 ~ 1.4 )n N Temax = (1.5 ~ 2.5)TeN
（5-1） （5-2） （5-3）
Te Temax
Pmax = Pe
（5-11）
U a Ra U = 0 F
0 I a + RF I F
ψ E p a + a ψ F 0
（5-12）
式中：ψa=Laia 为电枢绕组磁链，ψF=LFiF 为励磁绕组磁链。 这样，由式（5-10）～（5-12）就构成了他励直流电动机的动态数学模型。 当直流电动机稳态运行时， 其电流为直流并保持恒定不变，可得直流电动机 的稳态模型，即
u s R s u = 0 r
0 i s + Rr i r
Ψ p s Ψ r
（5-14）
式中： u s = [u s1 ,u s2 u sN ]和 i s = [is1 ,is2 isN ] 为定子电压和电流向量； Rs 为定子电阻矩阵，表示如下
旋桨对电动机产生阻力矩 QP，即为电动机的负载转矩 TL，且有 TL=QP。
Te 电动机 nm 电力传动 动力学 Qp np 螺旋桨 水动力学 Tp vsh 船舶 水动力学
图 5-2 船舶推进系统的力学关系
由此分析， 电动机传动控制应采用转矩控制方法，使螺旋桨按一定的转速旋 转，以产生所需的船舶推力，保持船舶的航速。这样，船舶运动系统的反馈闭环 控制结构应如图 5-3 所示，船速作为系统的指令，控制器根据给定船速 vsh*与实 际船速 vsh 比较产生电动机的转速指令 与实际转速ωm 的误差产生转矩控制信号 ； 而电力推进控制系统则根据给定转速 ，使电动机输出所需的电磁转矩 Te，
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。
船舶结构力学
第一章：绪论1由于船舶经常在航行状态下工作，它所受到的外力是相当复杂的。
这些外力包括船的各种载重（静载荷）、水压力、冲击力、以及运动所产生的惯性力（动载荷)等。
为了保证船舶在各种受力下都能正常工作，船舶具有一定的强度。
所谓具有一定的强度是指船体结构在正常使用的过程中和一定的年限内具有不破坏或不发生过大变形的能力。
2船体强度包括中拱状态、总纵强度、局部强度、扭转强度问题、应力集中问题、低周期疲劳。
3把船舶整体当做空心薄壁梁计算出来的强度就成为船体的总纵强度。
局部强度是指船体的横向构件（如横梁、肋骨、及肋板等）一集船体的局部构建（如船底板、底纵衍等）在局部载荷作用下的强度。
4船体强度所研究的问题通常包括外力，结构在外力作用下的响应，及内力与变形，以及许用应力的确定等一系列问题。
船舶结构力学只研究船体结构的静力响应，及内力与变形，以及受压结构的稳定性问题，因此，船舶结构力学的首要任务是阐明结构力学的基本原理与方法，即阐明经典的方法、位移法及能量原理。
5船舶设计与制造是一个综合性很强的行业。
学习本课程不要仅仅满足于会计算船体结构中一些典型构件（如连续梁、钢架、板架、板）还应学会解决一般工程结构的计算问题。
6船体结构是由板和骨架等构件组成的空间复杂结构，在进行结构计算之前需要对实际的船体结构加以简化。
简化后的结构图形称为实际结构的理想化图形或计算图形（又称计算模型或力学模型等）7结构的计算图形是根据实际结构的受力特征，构建之间的相互影响，计算精度的要求以及所采用的计算方法，计算工具等因素确定的。
因此，对于同一个实际结构，基于不同的考虑就会得出不同的计算图形，对于同一个实际结构，其计算图形不是唯一的，一成不变的。
8首先是船体结构中的板，板是船体的纵、横骨架相连接的，且通常被纵、横骨架划分成许多矩形的板格。
9其次是船体结构中的骨架，船体结构中的骨架无外乎是横向构件—横梁、肋骨、肋板和纵向构件—纵桁、纵骨等，它们大都是细长的型钢或组合型材，故称为“杆件”或简称为“杆”。
第五章_船、机、桨工况配合特性
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2、单机直接带桨的特点 它是由一台柴油机，通过油系直接带动螺旋桨的 推进装置。其特点是Pmc=Pp；MD=MP； nD=nP 这种主机与桨直接连接的装置，只要通过改变油 门，主机的平均有效压力Pe就会变化，并使转速 发生变化，使二者获得新的配合。
BHP持续功率
SHP（轴功率）
IHP指示功率
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二、推进装置功率转换计算 ①指示功率
GTm H u i 3600 GTm — —主机在最大持续输出 时的燃油消耗量 Pi H u — —柴油的低热值
②持续功率
i — —柴油机的指示效率
（三）负荷特性 负荷特性是指在某一固定不变的转速下，柴油机 的性能参数随负荷户Pe变化的规律。负荷特性的 实际意义： ①确定非增压柴油机的标定工况 ②使负荷特性易测定，常在柴油机调试、改变设计 时用作检验调试效果，所以又称之为调整特性 ③作为带发电机工作的特性 ④测出不同转速的负荷特性，用于制取万有特性等， 负荷特性可与速度特性综合出其它任何一种实用 工况的特性
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4、典型推进装置的特性与配合 一、单机单桨直接传动 1、基本原理 忽略传动机组及轴系的传动损失，柴油机所发出 的功率PD须等于螺旋桨所吸收的功率PP。柴油机 的特性PD=cn和螺旋桨的推进特性曲线 Pp=Cpn3变化规律不同，在某一稳定工况条件下， 两者的配合只能在一点相交。
T e CT n 2 Q C Q n 2
kN kN m
CT、CQ — —常数 n — —螺旋桨转速
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螺旋桨所需的功率可写成：
式中的Q用上页公式代入可 知Pp与转速的立方成正比 左图示出了在不同进速J时， T（Q）和Pn与n之间的函 数关系，可知：当n一定时， 随J的减小，T（Q）和Pp 均要相应增大：J保持不变 时，T与Q两参数均随n的 平方成比例关系。
船舶设计原理总复习
第一章船舶设计概要1.船舶设计工作具有哪些特点？答：（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；在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系，要协调好各部门的工作，既要使船舶的各部分充分发挥自身功能，又要是相互关系达到最佳的配合。
（2）船舶设计的另一个特点是：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。
2.船舶设计有哪些基本要求？（1）适用、经济（2）安全、可靠（3）先进、美观3.新船设计的基本依据是“设计技术任务书”，它反映了船东对新船的主要要求。
请问设计技术任务书通常是如何制定的？运输船舶的设计技术任务书一般包括哪些基本内容？答：（1）设计技术任务书是用船部门根据需要和可能，经船型的技术经济论证后得出的。
船型的技术经济论证是对不同船型方案的投资规模、经济效益和技术上的可行性进行比较和分析。
（2）一般运输船舶的设计技术任务书包括以下基本内容：1）航区和航线海船航区是根据航线离岸距离和风浪情况来划分的。
航区不同，对船舶的安全性和配备配置要求不同。
我国法规对非国际航行海船的航区划分为远海航区、近海航区、沿海航区、遮蔽航区。
内河船的航区根据不同水系或湖泊的风浪情况划分为A级、B级、C级等。
2）船型这里的船型是指船舶的类型、甲板层数、机舱部位、首尾形状和其他特征。
3）用途新船的使用要求，通常给出货运的货物种类和数量以及货物的理化性质和其他要求。
4）船籍和船级船级是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计应满足的规范。
船籍是指在哪国登记注册的船舶，确定新船应遵守的船籍国政府颁布的法定检验规则。
5）动力装置给出主机和发电机组的类型、台数、燃油品质和推进方式。
6）航速和功率储备对航速一般给出服务航速（kn，节，海里/小时）。
服务航速是指在一定的功率储备下新船满载能够达到的航速。
对拖船通常提出拖带航速下拖力的要求或自由航速的要求。
船舶设计手册总体分册
船舶设计手册总体分册第一章：船舶基础知识1.1 船舶类型和分类1.2 船体结构和船舶主要部件1.3 船舶设计基本原理第二章：船舶外形设计2.1 船舶外形设计原理2.2 船型系数和船舶性能2.3 船舶稳性设计2.4 船舶阻力计算及优化设计第三章：船舶结构设计3.1 船舶结构设计基本原理3.2 船舶结构材料及加工工艺3.3 船舶结构设计标准和规范第四章：船舶动力系统设计4.1 船舶动力系统概述4.2 船舶主机选择和布置4.3 船舶推进系统设计4.4 船舶动力系统控制与调校第五章：船舶电气与自动化系统设计5.1 船舶电气系统设计原理5.2 船舶自动化系统设计与集成5.3 船舶电气设备选型及配电系统设计5.4 船舶电气系统安全和维护第六章：船舶舾装设计6.1 船舶舾装设计原理6.2 船舶甲板设备布置6.3 船舶舱舱布置和内部装修设计 6.4 船舶舾装材料选择和使用第七章：船舶安全设计与规范7.1 船舶安全设计理念和原则7.2 船舶结构和设备的安全设计要求 7.3 船舶消防与逃生系统设计7.4 船舶安全管理体系及应急预案第八章：船舶环境保护与节能设计 8.1 船舶环保设计原则8.2 船舶排放控制技术及设备选择 8.3 船舶节能设计与技术应用8.4 船舶环保与节能管理系统第九章：船舶施工与验收9.1 船舶施工工艺概述9.2 船舶施工组织与管理9.3 船舶验收检测标准及流程9.4 船舶交付与验收程序第十章：船舶维护与修理管理10.1 船舶维护管理体系10.2 船舶日常维护和保养10.3 船舶定期检测与维修计划10.4 船舶事故与紧急维修处理第十一章：船舶设计创新与前沿技术11.1 船舶设计创新理念与方法11.2 船舶数字化设计与虚拟仿真技术11.3 船舶智能化技术应用11.4 船舶未来发展趋势与展望通过以上分册内容，读者可以全面了解船舶设计的理论、原则和技术，掌握船舶设计的全流程知识，有助于提高船舶设计师的专业水平和综合能力，使其能够独立完成船舶设计工作，并为行业发展做出积极贡献。