第一章 船体形状及近似计算
第1章_船体形状
站号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 21
100
44.8 166.0 271.1 361.9 507.9 526.3 501.3 469.0 431.7 397.6 336.2 255.9 154.5 27.7 -
200
399.7 511.0 622.1 730.5 827.4 905.1 967.8 1015.4 978.2 913.5 837.7 770.7 651.4 514.1 343.4 111.6
2408.9 2430.0
2396.83 2419.4
2376.4 2401.7
2343.7 2372.8
2278.5 2310.3
2145.9 2185.2
1794.2 1843.3
1150.2 1232.0
171.7 316.6
-
-
-
-
半宽值
1000 2277.0 2314.2 2344.8 2364.0 2381.2 2396.3 2410.7 2424.2 2435.5 2444.2 2450.2 2451.8 2451.0 2442.1 2427.1 2401.8 2342.1 2224.5 1892.5 1313.8 432.2
-
500
1102.4 1912.0
2256.3 2272.4 2288.1 2302.4 2315.5 2328.6 2339.3 2345.2 2350.8 2330.8 2051.6 1890.0 1656.8 1362.9 964.6 488.5
-
600
2231.3 2261.1 2280.9 2295.4 2310.7 2325.6 2338.3 2351.7 2362.5 2366.5 2371.3 2353.2 2334.3 2287.3 2230.9 1702.9 1209.6 663.6
江苏科技大学805船舶原理与结构2021年考研专业课初试大纲
2021年江苏科技大学硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲考试科目代码805考试科目名称船舶原理与结构考查目标（1）船舶静力学的概念、原理和计算方法；（2）船体结构的必要知识，熟悉船体总体与各局部的结构形式，受力特点及对结构的具体要求等。
考试形式闭卷笔试，考试时间为180分钟试卷结构及题型名词解释10分、填空题40分、简答题30分、读图解答题10分、论述题36分、计算题24分，合计150分。
考查知识要点（一）《船舶静力学》部分第一章船体形状及近似计算:主尺度、船型系数、尺度比及近似计算第二章浮性：船舶平衡的条件、船舶的各种浮态、船舶的重量和重心位置计算、排水量和浮心位置的计算，水线面面积曲线、漂心坐标曲线、排水量曲线、浮心坐标曲线、每厘米吃水吨数曲线、横剖面面积曲线，邦戎曲线，符拉索夫曲线，水的重量密度改变时船舶浮态影响，储备浮力及载重标记。
第三章初稳性：浮心移动、稳心及稳心半径、稳心高度、初稳性公式、稳性判别，横倾力矩、每厘米纵倾力矩，船舶静水力曲线图，重量移动对船舶浮态及初稳性的影响、装卸小量载荷对船舶浮态及初稳性的影响、装卸大量对船舶浮态及初稳性的影响、自由液面对船舶浮态及初稳性的影响，船舶在各种载荷情况下浮态及稳性的计算，船舶倾斜试验。
第四章大倾角稳性：大倾角稳性的概念，大倾角稳性的计算原理，等排水量法、变排水量法，静稳性曲线的计算方法、稳性横截曲线，上层建筑对静稳性曲线的影响、自由液面对静稳性曲线的影响，静稳性曲线的特性，动稳性概念、静稳性和动稳性曲线的应用、进水角、最小倾覆力矩，船舶在各种装载情况下的稳性计算，临界初稳心高曲线，船体几何要素对稳性的影响及改进的措施。
第五章抗沉性：抗沉性的概念，进水舱分类、渗透率，计算抗沉性的两种基本方法，舱室进水后船舶浮态及稳性计算，可浸长度的计算、可浸长度曲线、分舱因素及许用舱长。
（二）《船体结构》部分第一章船舶类型与结构的一般知识:船体受力特点，总纵强度，横向强度，局部强度概念;船体三种结构型式及其特点。
船舶原理(1)
第一节 船舶主尺度、主尺度比和船型系数
4、吃水（Draft） 吃水（Draft）
吃水——船底至有关水线面之间的垂直距离。 吃水——船底至有关水线面之间的垂直距离。 船底至有关水线面之间的垂直距离
（1）型吃水dm——从龙骨板上缘量到有关水线面之间 型吃水d ——从龙骨板上缘量到有关水线面之间 的垂直距离。 的垂直距离。 实际吃水d——从龙骨板下缘量到有关水线面之 （ 2 ） 实际吃水 d—— 从龙骨板下缘量到有关水线面之 间的垂直距离。 间的垂直距离。 设计吃水（夏季满载吃水） ——船舶装载设计 （3）设计吃水（夏季满载吃水）ds——船舶装载设计 要求的载荷重量时，在正浮的情况下， 要求的载荷重量时，在正浮的情况下，中横剖面处从 船底基线量到设计（夏季满载）水线面的垂直距离。 船底基线量到设计（夏季满载）水线面的垂直距离。
第一节 船舶主尺度、主尺度比和船型系数
1、船长
（4）设计水线面长度LWL——设计水线面前后 设计水线面长度L ——设计水线面前后 两端之间的距离。 两端之间的距离。 登记长度L ——量自龙骨板上缘的最小 （5）登记长度LR——量自龙骨板上缘的最小 型深的85％处的水线长度的96％， ％，或沿该水线 型深的85％处的水线长度的96％，或沿该水线 面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度， 面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度，两者 取较大者。 取较大者。
第二节
三、基线和坐标系
纵向基线和X坐标 纵向基线和 坐标
船体型线图
纵向基线——基平面和中线面的交线 基平面和中线面的交线 纵向基线 X坐标轴 坐标轴——沿纵向基线设置，正方向指向船首，原点在中 沿纵向基线设置， 坐标轴 沿纵向基线设置 正方向指向船首， 站面上
横向基线和Y坐标 横向基线和 坐标
第一章 船舶与货物基础知识
总吨位GT的用途
表示商船建造规模的大小,作为商船拥有量的统计 单位 作为计算造船、租船、买卖船舶等费用的基准 作为划分船舶等级、技术管理和设备要求的基准 作为船舶登记、检验、丈量等收费基准 作为确定海损最高赔偿额的基准 作为计算船舶净吨位的基准 作为某些港口使费的计算基准
G1
可变储备量 G2 随航次时间长短和补给方 案不同而变化的那部分物质的重量，它 包括燃料、润料和淡水。
船舶常数C 参加营运后的空船重量与新船出厂时的空 船重量之差称为船舶常数
船舶定期修理和局部改装引起的空船重量该变 量 货舱内货物、衬垫物料及垃圾的残留重量 液体舱柜、污水井内油、水的残留物或沉淀物； 船上库存的废旧机件、器材及物料 为改善船舶性能而设置的固定压载物； 船体外附着的海生物重量与其浮力的差值。
V Cvp d Aw
第二节 船舶浮性
船舶漂浮于水面上处于平衡状态，其平 衡的条件是：重力和浮力大小相等、方 向相反并作用于同一垂线上。 重力的作用中心称为重心，以G表示； 浮力的作用中心称为浮心，以B表示，B 实际上是水线下船体排水体积的几何中 心。
第二节常用船舶坐标系统
原点位于基线中点的首向坐标系统 我国使用。 Z
舱容系数μ（ω）
Vi .ch
NDW
舱容系数是表征船舶对轻货或重货 适应能力的指标。μ大，说明船舶适宜 装轻货；μ小，说明船舶适宜装重货。
船舶登记吨位
船舶的登记吨位是一种容积吨，表 示船舶的规模大小和载货容积能力。 总吨位GT（Gross tonnage） 登记吨位
净吨位NT（Net tonnage）
V GT 2.83
船舶静力学：第1章 船体形状及近似计算
3l / 2
3l / 2
3a0l
2 3
a2
3l 2
3
3a0l
9 4
a2l 2
3l 8
y1
3 y2
3 y3
y4
用此法等分数必须是 3 的倍数，其一般式为
A
3 8
l(
y0
3
y1
3y2
2 y3
2 yn3
3 yn2
3 yn1
yn
)
L S.M .
(
y0
3
y1
3y2
2 y3
2 yn3
3 yn2
3 yn1
三、乞贝雪夫法
用不等间距的各纵坐标值之和，再乘以一个共同的系数得到曲线 下的面积，一般形式为A L n(y1y2
yn )
L n
n i 1
yi
以三坐标的乞贝雪夫法为例，设
y a0 a1x a2 x2 a3x3
A p( y1 y2 y3 )
则有：
A
l l
ydx
2la0
2 3
a2l 3
吃水(Draught) T：
首吃水 TF 尾吃水 TA 平均吃水 T=(TF+TA)/2
干舷(Freeboard) F
船体型表面示意图
三、船型系数(form coefficients)
1、水线面系数 CWP（α）： waterplane coefficient
CWP
AW LB
2、中横剖面系数 CM（β）：
L
I 0 f (x, y)dx
s(x, y) y moy (x, y) xy mox (x, y) y2 / 2 ioy (x, y) x2 y iox (x, y) y3 / 3
第一章 船体形状及近似计算
（3）基平面——通过船长中点龙骨板上缘 的平行于设计水线面的平面。
基本投影平面
中线面 中站面
基平面
船体型表面
型线图所表示的船体外形称为船体型表面
三个基本截面
中纵剖面
甲板线
中横剖面
龙骨基线 尾 首
设计水线面
船舯
船体型表面在中线面、中站面和设计吃水处的 平行于基线面的截面分别称为中纵剖面、中横剖面 和设计水线面
第一章 船体形状及近似计算
§1-1 主尺度、船形系数和尺度比
主尺度、船形系数和尺度比是表 示船体大小、形状、肥瘦程度最简明 的几何参数
三个主坐标平面
表达船体外形的主坐标平面用 三个相互垂直的基本平面来表示：
（1）中线面（对称面）——通过船宽中央 的纵向垂直平面； （2）中站面——通过船长中点的横向垂直 平面；
Ï ± ß Õ Û ½ Ç Ï ß 2399.0 2451.1 2480.2 2494.5 2506.6 2519.6 2532.0 2541.3 2549.9 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2550.0 2549.9 2544.8 2501.4 2423.8 2146.0 1742.1 1047.8 345.6 -
AW d
三、尺度比
船舶各主要尺度比是表示船体几何特征 的重要参数，它包括： （1）长宽比[L/B]—— （2）宽吃水比[B/d]—— （3）型深吃水比[D/d]—— （4）长深比[L/D]——
§1-2 船体型线图与型值表
船体外形一般都是复杂的流线型体， 表示其形状最全面，最精确的方式是用 型线图。它是船舶设计、理论计算和施 工建造的重要依据，因而是关系到船舶 全局的一张最重要的图纸。
船舶原理第1章课件
解：L＝3.5，n＝10
AL n
i0
yi
y0
yn 2
即：半A＝3.5（0＋3.3＋5.3＋5.9×4＋5.85＋5.22＋3.66＋
1.03）－（0＋1.03）/2 ==166.0575
A==166.0575×2=332.12
谢谢
§1-3船体计算的近似积分法
船体计算的坐标系
船中坐标系（一般） 船尾坐标系（个别）
§1-3船体计算的近似积分法
一、近似计算的任务
航海性能要大量计算船舶的重量、重心、面积、 体积、面心、体心、面矩、体矩以及惯性矩等。
涉及到：积分和累加等运算。 船体外形是一个具有双重曲率的复杂表面，难于
用数学表达式表示，一般要用近似积分法。 所有船体近似计算，均可归结为求某种连续曲线
注：L/B 、B/d和D/d是三个独立的主尺度比。
§1-2 船舶型线图
仅有主尺度、主尺度比和船型系数仍不能准确而
完整地表达船体的几何形状，由于船体表面形状
复杂，目前均采用作图法（型线图）来表达。
作图法：以中纵剖面，中横剖面和设计水线面作 为基准，分别作出与上述三个剖面平行的一系列
彼此等距离的纵向平面、横向平面和水线面，这 些平面与船体型表面相交的曲线相应称为纵剖线、
中横剖面——是中站面与船体相截所得的船体剖面。其形状反映 出中横剖面系数、舭部升高和舭部半径的大小。
设计水线面——是设计夏季载重吃水处的水平面与船体相截所得
的船体剖面。
三种主要型线：纵剖线、横剖线、水线
型线图的组成(三个视图和一张表)： （1）横剖线图：图中的横剖线是曲线，表示的是各分站处
船体横剖面的真实形状；而纵剖线和水线则是直线。
重要系数。其大小对排水量、舱室容积、快速性、耐波 性等均有影响。
2-1_船体形状及近似计算方法
Cwp反映水线面的丰满程度，影响船的稳性和快速性。
中剖面系数Cm
• 它是中横剖面在设计水线下的型面积Am与对
应的设计水线宽和吃水乘积(即矩形面积B×T) 的比值：
Cm = Am／(B×T)
内河船和大型运输船的Cm值大，中横剖面较丰满。 快速船和中小型船Cm值较小，中横剖面较瘦削。
必须掌握 注意掌握它们与船舶 性能的关系 理解生成的原理
第2节 船体计算及近似计算方法
1. 2. 3.
船体常见计算 船体坐标系 近似计算方法
1. 船体常见计算
与面积相关的计算 面积 形心位置 面积矩 面积惯矩 与体积相关的计算 体积 形心 ……
2. 船体坐标系
Cp = ▽／(Am×L)
Cp的大小反映船舶排水体积沿船长的分布情况。
值越大，表示排水体积沿船长分布较均匀。 值越小，表示船舶的排水体积较集中于中部，两端瘦削。
该系数与船舶的快速性有密切关系。
五、船体型线图
船舶主要尺度表示出船体的外形尺寸； 主尺度比和船型系数则反映出船体形状的特征； 它们都未能完整地反映出船体这一空间几何体的 准确形状。 船体型线图是一张完整、精确地表示船体形状 的图样，是造船的重要依据。 型线:是船体型表面与平行于基准面的一系列平 面相交而得到的曲线。
基平面 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘， 并且平行于设计水线面的平面。 基线 基平面和中线面的交线
二、船舶主要尺度
表征船舶大小的尺寸称为船舶的主要尺度。
钢质船体的内表面称为船体的型表面，凡 吃水（T、d）——通常指在中站面处，自 设计水线长（Lwl）——设计水线面上船 型宽（B）——船体型表面之间垂直于中线 垂线间长（Lpp）——首垂线和尾垂线之间 型深（D、H）——通常指在中站面处，沿 总长（Loa）——船体首尾两端点之间的 是量到型表面的尺寸称为型尺寸，在计算 龙骨线量至设计吃水的垂直距离。 体型表面首尾端点之间的距离； 面的最大水平距离； 的水平距离，又称两柱间长； 舷侧自龙骨线量至上甲板边线的垂直高度； 水平距离； 船舶性能时通常用到的就是型尺寸。
武汉理工大学2011级船舶静力学习题及答案.
船舶静力学习题（一）第1章 船体形状及近似积分1、某拖船船长L=21m ，船宽B=4.5m ，船首吃水d F =1.11m ，船尾吃水d A =1.09m ，方形系数C B =0.448。
求排水体积∇。
2、某海洋客货船船长L=155m ，船宽B=18m ，吃水d=7.1m ，排水体积310900m ∇=，船中横剖面面积2115M A m =,水线面积21980W A m =。
求：（1）方形系数C B ；（2）棱形系数C P ；（3）水线面系数C W ；（4）中横剖面系数C M ；（5）垂向棱形系数C VP 。
3、某长江客货船满载吃水d=3.8m ，长宽比L/B=7.43，船宽吃水比B/d=3.53，方形系数C B =0.794。
求：（1）船长L ；（2）船宽B ；（3）排水体积∇。
4、某船的长度L=70m ，其设计水线的等间距半宽值如下表所列。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10半宽yi （m ） 0 4.4 4.85 5.0 5.2 5.2 4.954.8 4.35 3.15 0 请按梯形法计算水线面积A W 、漂心F 的坐标fx和通过漂心的横轴的惯性矩I yf 。
5、已知一扇形面，中心角0040θ=，每隔010ϕ∆=的矢径长度如下图所示。
求：（1）中心角0040θ=范围内之扇形面积A 及其对原点o 和轴yy 之静矩O M 和oy M 的积分表达式，并用梯形法列表计算。
第2章 浮性1、某海船吃水d=5.88m 时的排水体积39750m ∇=，浮心在基线之上3.54m 。
向上每隔0.22m 的每厘米吃水吨数q 见下表：求吃水d=6.98m 时的浮心垂向坐标B Z 。
水线（m ） 5.886.10 6.32 6.54 6.76 6.98q （t/cm ） 22.823.123.323.623.723.82、某货船在A 港内吃水d=5.35 m ，要进入B 港，要求吃水不能超过d1=4.6 m ，已知船在d2= 5.5 m 时的每厘米吃水吨数218.6/q t cm =；在d3= 4.5 m 时的每厘米吃水吨数314.8/q t cm =。
船舶原理-第一章-船体几何要素及近似计算课件
第一节 主尺度、船型系数和尺度比
备注
选择各个要素的基本出发点 (1)船长L：浮力、总布置(舱容及布置地位)、快速性； (2)船宽B：浮力、总布置(舱容及布置地位)、初稳性； (3)吃水T：浮力以及螺旋桨有适宜直径； (4)方型系数CB：浮力和快速性 (5)型深D：对于载重型船舶：规范规定的最小干舷和舱容 要求决定；对于布置地位船：上甲板以下各层甲板间高度以 及舱室高度。从增加舱容的角度，以增加型深最有利，因为 对船体重量的影响最小且不影响快速性。
船体水线以下排水体积的肥瘦程度 4. (纵向)棱形系数 (Prismatic coefficient)
排水体积沿船长方向的分布
第一节 主尺度、船型系数和尺度比
二、船型系数
5.垂向棱形系数 (Vertical prismatic coefficient)
排水体积沿吃水方向的分布
船型系数举例
a:CWP=1；Cm=0.5； CB=0.5；CP=1；CVP=0.5
船舶原理
绪
论
一、船舶原理的重要性
u 船舶原理是船舶设计与制造专业的一门重要的专业技术 基础课程，是研究船舶航行性能的一门学科。 u 基础课程： 《高等数学》《工程力学》《流体力学》 u 后续课程： 《船舶设计》《造船生产设计》等
绪
论
二、船舶原理研究的内容(六大航行性能)
船舶静力学 船舶动力学
1.浮性 2.稳性 3.抗沉性 4.快速性----推进和阻力 5.耐波性性(适航性) 6.操纵性
求曲线下相邻两个纵坐标之间所包围的面积。
第二节 船体近似计算法
四、数值积分法在船体计算中的应用 1.水线面计算
第二节 船体近似计算法
船体近似计算法练习
(1)用新浦生第一法求曲线OB下面积 (2)用新浦生第二法和[5,8，-1]法求曲线CB下面积
船 舶 原 理 航 海 08(第一、二章)2009-1
已知： C 所以： 积分：
w
1 2 = + Cb 3 3
dC b = dz
C b0
(1 - C b )
3z
=
d0
Cb
∫
dC b
(1 − C b )
C b0
b
∫
d
dz
z
d0
− ln (1 − C b ) C
1 = ln z 3
d
(1− Cb ) (1− Cb0 ) = 3 d0
d
1. 已知：表1-1（P7） 求：表1-2中 L/B = ？ B/d = ？ D/d = ？ 表1-3中 Cb=？Cw=？Cm=？Cp =？Cvp= ？ 解：10000t级远洋客货船： L/B = 7.21， B/d = 2.49， D/d = 1.51 20000t级远洋油船： L/B = 6.80， B/d = 2.63， D/d = 1.33 1441KW长江拖船： L/B = 4.36， B/d = 3.33， D/d = 1.20
A = ∫ f(x) d x =
∗ a
b
∫ yd x
a
b
精确值
y
y = f（ x ）
o
a
b
x
关键问题是被积函数y = f（x）无法确 定，要定性分析船舶的有关技术性能，必须 求出船舶的排水体积V、水线面面积AW、横 剖面面积Am 等等有关参数。
积分的近似计算方法
（1）梯形法 （2）辛氏法 会产生误差。
横剖线图
纵剖线图
半宽水线图
二、船体主尺度及主尺度比
船体主尺度 船长 L 吃水d 船宽（型宽）B { 吃水差t、 t = dF – dA 、
首吃水dF、尾吃水dA、平均吃水dM、 dM = （dF + dA）/ 2 }
第一章船体几何要素及近似计算
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
二、船形系数
C 1、水线面系数（waterplane coefficient）
wp
Cwp
AW LB
与基平面相平行的任一水线面的面积 AW 与由船长 L型宽 B
所构成的矩形面积之比
面积之比
其大小表示水线以下的中横剖面的肥瘦程度
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
3、方形系数（Block coefficient）
CB LBd
CB
船体水线以下的型排水体积与由船长 L、型宽 B、吃水 d
48.60 10.00 3.60 3.00
164.60 91.77
235.60 18.14 27.30
2381 1720
3621 159.4 345.7
16475 6854
3133.1 287 750
3700t排水量长江客货船 105 16.40 4.70 3.60
2400t长江油船
93.55 13.80 4.80 3.40
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
设计水线长 设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离
泰州职业技术学院 机电技术学院 主讲人:朱艳 邮箱:xiaoyanzhu1985@
船舶原理 第一章 船体形状及近似计算
2、型宽B（breadth moulded）: 指船体两侧型表面（不包括船体外板厚度）之间垂直于中 线面的水平距离。一般指中横剖面设计水线处的宽度。
CWP
船体水线以下的型排水体积与由相对应的水线面面积
第一篇第1章船体形状及近似计算
AM B T Cm 9.1 2.9 0.814 21.481 (m )
2
C p CB CM 0.468 0.814 0.575
2 - 15
例题2
２、已知某巡逻艇的平均吃水T=2.05m,长宽比L/B=6.7,船 宽吃水比B/T=2.46,方型系数 Cb =0.53，求排水体积。 解：
常用的尺度比有长宽比（L／B）、宽度吃水比（B/d ）、 型深吃水比（D /d ）及长深比（L /D ）等。它们与船舶 性能、强度以及经济性等有密切关系。 ( 1 )长宽比L/B ：与船的快速性有关。该比值越大，船越 细长，在水中航行时所受的阻力越小，特别是高速航行时。 ( 2 )船宽吃水比B/T；与船的稳性、快速性和航向稳定性 有关。 ( 3 )型深吃水比D/T：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固 性及船体的容积密切相关。 ( 4 )船长吃水比L/T：与船的回转性有关，比值越小，船 越短小，回转越灵活。
三、坐标位置xi给定情况下的近似 计算法
1 ．梯形法 2 ．辛浦生第一法
3 ． [5,8,-1] 法 4．辛浦生第二法
2 - 27
1 ．梯形法
N=1 ，是以直线段近似地代替y=f(x)的曲线，坐标值只有 y0和y1，区间长度L=x1-x0 取x0=0 X1=L 。 得面积
2 - 28
h h h ( y0 y1 ), ( y1 y2 ), ( y2 y3 ) 2 2 2
二、数值积分法的一般形式
参阅图1 一10 ，以y ＝f(x)表示的曲线CD 所围的y 面积 OCDN 为：
Y=f(x)虽然是一光顺的曲线， 如果没有确切的数学表达式， 则无法用解析的定积分进行 计算。在这种情况下，只能 用给定的xi处的坐标值yi ( i ＝0，1 .…，n)进行数 2 - 26 值积分求出 A 。
船舶静力学第1章 船体形状及近似计算
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作业一
• 1、船舶静力学计算中常用哪几种近似计算方 法？试说明其基本原理、适用范围。它们个 有何优缺点？ • 2、
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• 基本原理：用若干直线段组成的折线近似地 代替曲线。
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二、辛浦生第一法
• 基本原理：假定曲线线段AB为二次抛物线。
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• 比较上述两式的系数，得：
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• 2、型深（D） • 4、吃水（d）
• 5、干舷（F）
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二、船 型 系 数
• 船型系数：是表示船体水下部分面积或 体积肥瘦程度的无因次系数，这些系数 对分析船型和船舶性能至关重要。
• 在初步设计和解决许多实际问题时，船 型系数常用来近似地确定新设计船的某 些性能。
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• 1、水线面系数[CWP]：它的大 小表示水线面肥瘦程度。 • 2、中剖面系数[CM]：它的大 小表示水线一下的中剖面肥瘦 程度。
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• 3、方形系数[CB]：船体设计水线 一下的型排水体积与由其船长、 型宽和吃水所围成的长方体体积 之比。它的大小表示船体水下体 积的丰满程度。
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• 4、（纵向）菱形系数[CP]： 它的大小表示排水体积沿船 长方向的分布情况。 • 5、垂向菱形系数[CVP]：它的 大小表示排水体积沿吃水方 向的分布情况。
船舶静力学第一二章习题答案
第一章 船体形状及近似计算习题解1-1 某海洋客船船长L=155m ，船宽B=18.0m ，吃水d =7.1m,排水体积▽=10900m 3，中横剖面面积A M =115m 2，水线面面积A W =1980m 2，试求：（1）方形系数C B ；（2）纵向菱形系数C P ；（3）水线面系数C WP ；（4）中横剖面系数C M ；（5）垂向菱形系数C VP 。
解：（1）550.01.7*0.18*15510900==⋅⋅∇=d B L C B （2）612.0155*11510900==⋅∇=L A C M P （3）710.0155*0.181980==⋅=L B A C W WP （4）900.01.7*0.18115==⋅=d B A C M M （5）775.01.7*198010900==⋅∇=d A C W VP 1-9 某水线半宽可用下列方程35.1x y =来表示， 1）按比例画出0到30米m 一段水线面形状；2）用定积分求其面积； 3）用梯形法（十等分）求面积； 4）用辛氏法（十等分）求面积；5）以定积分所得的数值为标准，求出其他两种方法的相对误差。
解：1）先求出各站半宽值（将等分间距l 改为L δ），然后绘出图。
2）定积分⎰⎰==300330015.1x ydx A dx x ⎰=30315.103034*5.134⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=x=104.9m 23）梯形法（10等分）⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑=1010022i i y y y L A δ()33.272.361030-==103.17m 2 4）辛氏法（10等分） ()1098210342243y y y y y y LA ++++++=δ04.104*33==104.04m 2 5）相对误差：梯形法：%6.190.10490.10417.103112-=-=-A A A 辛氏法：%82.090.10490.10404.104113-=-=-A A A 1-10 设一艘船的某一水线方程为：()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-±=225.012L x B y 其中：船长L=60m ，船宽B=8.4m ，利用下列各种方法计算水线面积： （1） 梯形法（10等分）； （2） 辛氏法（10等分）（3） 定积分，并以定积分计算数值为标准，求出其他两种方法的相对误差。
CH1 船体形状及近似计算
（军舰：通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。
无特殊说明，船长指垂线间长。）
水 线 长 Lwl (waterline ) wl
平行于设计水线面的任一水线面与船体型表面，首尾端交点间的距离。
设计水线长：
设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。 总 长 垂线间长 水 线 长 Loa (overall) oa Lpp (perpendiculars) pp Lwl (waterline ) wl 适用于码头、船坞; 适用于静水力性能; 适用于阻力计算。
A = αy1 + βy2 + γy3
A = α ( a0 − a1l + a2l 2 ) + β a0 + γ ( a0 + a1l + a2l 2 ) = a0 (α + β + γ ) + a1l (−α + γ ) + a2l 2 (α + γ )
2 A = ∫ ydx = ∫ (a0 + a1 x + a2 x 2 )dx = 2a0l + a2l 3 −l −l 3
§1-2 船体型线图
船舶外型是一个流线型体，表示其形状最基本的图形是型线图，因 此仅用船长、船宽、高三个尺度并不能说明船舶的真实形状和大 小，它是通过称为船体外型线图的图样来表示的。 型线图所表示的船体外型为船体型表面。 钢船的型表面为外板的内表面（不包括船体外板硬度）； 水泥船、木船则为船壳的外表面（包括船体外板硬度）。 以钢质船为例：型线图上所表示的船体形状包括外板型表面的形状 和甲板型表面的形状。 （不包括船壳板和甲板板厚度在内的船体表 面即肋骨以外船壳板以内，横梁以上甲板板以下的船体表面）。 采用型表面的原图： A、各部位钢板的厚度不同。 B、便于建造。
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编，国防工业出版Naval Architecture
Art or science?
Air craft carrier
2014-3-46 Ship design
）船舶原理
——
Authorities Classification Societies
Authorities
Government bodies (Hydrostatics)
（1）1999年11月24日，山东烟大汽车轮渡有限
17
渤海新客滚船
（2）1979年11月25日凌晨3点35分，渤海二号钻附录4渤海2号钻井船翻沉重大事故2．抗沉性方面
（1）1912年4月14日夜，英国大西洋邮轮“泰
2014-3-42014-3-422
日，“爱沙尼亚”客轮“
附录5爱沙尼亚”号沉船事故（3中国“跃进号”沉6“
附录6 跃进”号远洋货轮沉没
附录7 “跃进”号沉没之谜
第一章船体形状及近似计算月14日，意大利邮轮Costa
§1—3 船体近似计算方法
算
2014-3-426§1-1
船体型表面：
对于木、水泥船等是计外板厚度的船体外表面。
2．船宽B readth 型深——船体型表面的甲板边线最低点至龙骨基线
的垂直高度。
一般甲板边线最低点在中横剖面处。
45．干舷Freeboard
干舷自设计水线至上甲板边板上表面最低点船型系数表示船体线型肥瘦特征的各种无因次系数的统称。
（以远洋货船为例C WP = 0.8～0.85）
⎧⎪⎩⎪⎨
↓
↑⇒→↑→↑航速阻力稳性WP C 2．中横剖面系数Midship section Coefficient
M
M A C B d =
⋅
3．方形系数（C B ）：
Block Coefficient
∇
d
B L
C B ⋅⋅=
表征船体水下部分体积的丰满程度。
表征船体水下部分体积的丰满程度。
4
Longitudinal prismatic Coefficient
表明▽沿船长方向的分布情况：
一定）（集中于舯部；
分布均匀；
M P P A C C ⎩⎨
⎧∇↓⇒∇↑⇒ 5．垂向棱形系数（C
船形系数的物理意义三．主尺度比
主尺度比表明主尺度间相对关系的无因次比值。
1、基本投影平面：
中线面、2、基本船体剖面：
中纵剖面2014-3-4
49
中站面、
基平面（或设计水线面）
中横剖面设计水线面
3、
2．
L l
4．
二．辛氏法
3．一般公式： 1．
四．近似积分的精确度1．端点坐标修正：
（1）船体曲线恰好在端点站上：
（2）船体曲线超过端点站：
只要证明：△DEG面积=△AGF面积
近似积分法的应用举例例：（教材P
4）。