基于加密型值表的船舶静水力特性精确计算
基于Matlab的船舶静水力曲线的计算与绘制
端木玉 ， 周 克 ， 吴 飞宇
（ 江 苏海事职 业技 术 学院 ， 江 苏 南京 ２ １ ２ ０ ０ ）
摘要 ： 文章介绍 了一种基于 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ的船舶静水力曲线的计算方法 ， 程序可以 自 动读取船舶的型值表 实 现静水力曲线的计算和绘制。以某实船为例 ， 精确计算船舶各静水力曲线参数并对结果进行分析。
图 １ 梯 形法
图 ２ 浮 性参 数 曲线 计 算 流 程
基金项 目： ２ ０ １ ２ 年江苏省大学生创新项 目； 项 目名称 ： 船舶静水力曲线计算程序的研发及应用； 项 目编
号： ２ ０ １ ２ ０ ４ ７ ０ 。
作者 简 介 ： 端木 玉（ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 江 苏南京 ； 研 究方 向 ： 船舶 与 海洋 工程 。
关键 词 ： 船 舶静 水 力 曲线 ； Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ； 绘 图； 程序 设 计
０ 引言
积 Ａ， 其 定 积分式 为 ：
＾
船 舶静 水 力 的计 算 和 绘制 是 船 舶设 计 的一个 重
＾
要过程 ， 传统方法是用 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 表格进行计算 ， 因为数 据处理量较大 ， 过程 比较繁琐 。随着计算机技术不 断发 展， 船舶行业 已广泛使 用计算机进行船舶设计 。本 文采 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 程 序编写相关的应用程序 ，只要 引入船舶 原 始 计算数 据 ， 通过程序 的运行方式 ， 可 以得到静 水 力 曲 线计 算结 果 和绘制 的 曲线 ， 具 有较好 的实用性 。 本文的程序设计是按设计技术任务 书要求进行 的 。设 计 的 目的在 于 ： 通 过程 序 的运 行 能 自动完 成静 水力 曲线 的计 算 、 必 要 绘 图环 境 的设 置 、 以及 计 算结 果 的输 出等 ， 参数 化 应 用程 序 设计 的过 程 ， 主 要 分 为
浙江海洋学院船舶静水力性能及稳性计算资料
★：第一部分内容大部分学生完成，第二部分内容指定学生完成。
班10，2班12
容
、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：
型排水体积曲线
排水量曲线
浮心纵向坐标x
曲线
浮心垂向坐标z
(或KB)曲线
水线面面积Aw曲线
漂心纵向坐标x
曲线
每厘米吃水吨数TPC曲线
5 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。这两张图反映了船舶的性能以及安全性，是非常重要的两张图。 关键词： 静水力图、曲线
6 目录：（参考） 一、封面………………………………………………………………………………………………1 二、浙江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、主尺度及计算方法…………………………………………………………………7 2、计算列表汇总………………………………………………………………………………7 3、曲线绘制……………………………………………………………………………………8 （二）稳性校核 1、船型、主尺度及计算方法…………………………………………………………………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
基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算
Ｖｏ ＿ Ｎｏ５ ｌ１１ ． Ｏｃ ．２ ０ ｔ ０７
基 于 Ｎ Ｒ Ｓ表达的船舶静水 力 Ｕ Ｂ 特性精确计算
陆丛红 ， 林 焰 ， 卓 尚 纪
（大 连 理 工 大 学 船 舶 Ｃ Ｄ工 程 中 心 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） Ａ 辽 １０ ４
摘 要 ： 船 体 曲 面 ＮＵ Ｂ 在 Ｒ Ｓ表 达 基 础 上 ， 船 舶 静 水 力特 性 参 数 进 行 精 确 而 全 面 的定 义 ， 结 合 平 面 与 曲 面求 交 对 并
ＬＵ ｏ ｇ ｈ ｎ Ｌ Ｎ ａ Ｊ ｈ ｏ ｓ ａ ｇ Ｃ ｎ － ｏ ｇ， Ｉ Ｙ ｈ， ｌＺ ｕ － ｈ ｎ
（ｈｐＣ Ｄ Ｅ ｇ Ｃ ｎ．Ｄ ｌ ｎＵ ｉ ｏ ｅｈ ｏ．Ｄ ｌ ｎ１ ２ ， ｈｎ ） Ｓ ｉ Ａ ｎ ． ｅ ｔ ａ ａ ｎｖ ｆ ｃ ｎ１ ａ ａ ０ ４ Ｃ ｉａ ， ｉ ． Ｔ ， ｉ １ ６
维普资讯
第 １ 卷第 ５期 １
２０ ０ ７年 １ ０月
文 章 编 号 ：１０ — ２ ４ ２ ０ ） ５ ０ ９ — ０ ７ ７ ９ （ ０ ７ ０ — ６ １ １ １
船 舶力 学
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈｐ Ｍ ｅ ｈ ｎｃ ｏ ｒ ａ ｉ ｃ ａ ｉｓ ｏＳ
算 法 和基 于 曲 面表 达 的 几何 特 性 计 算 方法 ， 各 静 水 力 特性 参 数 进 行 计 算 。这 种 方 法 不 仅 适 合 于传 统 的 静 水 力 对
特 性 计算 ， 又适 合 于 任 意 浮 态 下 的静 水 力 特 性 计 算 。 实船 正浮 状 态 下 的静 水 力 特 性 进 行 计 算 ， 传 统 方 法 的 计 对 与 算 结 果进 行 对 比和 分 析 ， 明 了该 定 义 方 法 的通 用 性 和 实 用性 ； 倾 斜 状 态 下 的 静 水 力 特 性 进 行 计 算 ， 总 结 静 说 对 并 水 力 特性 参数 值 随 浮态 的 变 化规 律 ， 船 舶 自由浮 态 和 静 稳 性 精确 计 算 提供 基础 。 为 关 键 词 ： 舶 ： 水 力特 性 ； Ｕ Ｂ ； 面一 曲面 求 交 ； 何 特 性 ；浮 态 船 静 Ｎ ＲＳ 平 几
静水力计算书
静水力计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1第二部分5500t散货船静水力计算书一．静水力曲线的计算所需的数据1.主要参数：总长：102 m 设计水线长： m 垂线间长：型宽：型深： m 设计吃水： m2.型值表的半宽值（单位：米）站号500水线1000水线2000水线3000水线4000水线5000水线设计水线6000水线00000012345678910111213141516171819203.由型值表的半宽值用梯形法计算出的各条水线在各站的吃水面积（单位：平方米）站号/水线底线500水线1000水线2000水线3000水线4000水线5000水线设计水线6000水线00000000102030405060708090100110120130140150160170180190200二. 浮性曲线的计算1.水线面面积Aw曲线的计算公式：Aw面积=∑（半宽值×梯形乘数×站距）站号500水线半宽(m)1000水线半宽(m)2000水线半宽(m)梯形乘数站距(m) 000011222324252627292 102 112 122 132 142 152 162 172 182 192 2001站号3000水线半宽(m)4000水线半宽(m)5000水线半宽(m)梯形乘数站距(m) 0001122232425262728292102112122132142152162172182192201站号设计水线半宽（m）6000水线半宽(m)梯形乘数站距(m) 011222324252728292102112122132142152162172182192201由以上计算表格及公式得出各水线面的面积为：（m2）水线(mm)面积m20050010002000300040005000设计水线60002.漂心纵坐标Xf曲线的计算公式：漂心坐标={∑（半宽值×梯形乘数×站距×力臂）}/{（半宽值×梯形乘数×站距）}站号500水线半宽(m)1000水线半宽(m)梯形乘数(m)站距(m)力臂(m) 00010 122232425272 82 92 102 112 122 132 142 152 162 172 182 192 2001站号2000水线半宽(m)3000水线半宽(m)梯形乘数站距(m)力臂(m) 00010 122232425262728292102112122132142152162172182192201站号4000水线半宽(m)5000水线半宽(m)梯形乘数站距(m)力臂(m) 0010 12223252 62 72 82 92 102 112 122 132 142 152 162 172 182 192 201站号设计水线半宽（m）6000水线半宽(m)梯形乘数站距(m)力臂(m) 010 122232425262728292102112122132142152162172182192201由以上计算表格及公式得出各水线面的漂心纵坐标为（m）：水线(mm)漂心（m）50010002000300040005000设计水线60003.型排水体积曲线的计算计算方法：将已得的各水线面面积绘制成水线面面积曲线，曲线与坐标轴所围的面积即为型排水体积。
用Excel计算船舶静水力曲线
用Excel计算船舶静水力曲线
王金春
【期刊名称】《江苏船舶》
【年(卷),期】2003(020)004
【摘要】@@ 由于计算机的普遍使用,目前大多数船舶设计单位和部分造船企业都采用专业软件完成船舶的性能计算.由于专业软件功能强大,界面友好,价格适中,深受船舶设计人员的欢迎.但对于一些小型船厂,由于尚未配备专业软件,因此往往通过手工完成静水力的计算,这样速度慢、工作量大,而且也易出错.对于这类造船企业,目前也可利用Excel的计算功能进行静水力计算.下面介绍如何利用Excel完成船舶静水力的计算.
【总页数】2页(P29-30)
【作者】王金春
【作者单位】淮安市淮轮运输公司机务安全科
【正文语种】中文
【中图分类】U66
【相关文献】
1.基于Visual FoxPro的船舶静水力计算及曲线绘制 [J], 宋晶晶
2.基于Matlab的船舶静水力曲线的计算与绘制 [J], 端木玉;周克;吴飞宇
3.船舶静水力参数计算及曲线绘制研究 [J], 宋晶晶
4.船舶静水力参数计算及曲线绘制研究 [J], 宋晶晶
5.邦戎曲线与静水力曲线计算船舶排水量的比较 [J], 崔建辉;赵猛;王永洲
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“海洋石油301”完成智能化升级数字化运营支持系统助力船队数字化管理
!"钢，王％&,'()：基于加密型值表的船体三维数据库3结语基于曲率计算提出一种加密型值表的自适应简化方法，编写VC++程序，建立船体三维型值数据库"在保证计算精度的前提下，提高了计算的实时性，为计算船体稳性及其他各项性能奠定了基础"研究表明：1)基于加密型值表建立的船舶三维数据库具有实际意义和应用前景,在此数据库基础上可以实现船体静水力参数、浮态、稳性、强度等的精确计算"另外，在水尺检量、船舶配载、船舶水动力型、船舶下水计算、船舶阻力和船舶动数型等方的计算等有的应用前景"2)法计算率,提出三率阈值适应选择法，既能保证计算的精度又能保证程序的实时性，简化效果，可用于实际工程应用。
参考文献[1]盛振邦，刘应中.船舶原理：上[M].上海：上海交通大学出版社，2011.[2]东昉,刘正江.数字航海[M].大连：大连海事大学出版社，2010.[3]陆丛红，林焰，纪卓尚.基于NURBS表达的船舶静水力特性精确计算[J].船舶力学，2007(5)：691-701.[4]张明霞，纪卓尚.基于NURBS曲面的船舶破舱稳性计算方法研究[D].大连理工大学，中国，大连，2003,[5]，昊方，刘明静.基于参数化船的静水力计算[J].舰船科学技术，2013(1)：55-58.[6].船舶3D体设计研究[D].大连海事大学，，2013.[7]，张秀凤，孙霄峰，等.基于加密型值表的船舶静水力特性精确计算[J].船，2013(4)：163-176. [8]刘春雷.散货船智能化配载仪的研究与实现[D].大连：大，2013：9-14.[9]刘春雷，，孙霄峰，等.基于加密型值表的改进水尺计重方法[J].交通运输工程学报，2014,3：58-64. [10]周爱月，李士雨.化工数学[M].3版.北京：化学工业出版，2011.[11]孔令德.计算机图形学基础教程:Visual C++版[M].2版.北京，清华大学出版社,2013.[12]朱心雄.自由曲线曲面造型技术[M].北京，科学出版，2000.【新闻】“海洋石301”完成能化升级数字化营支持系统助船队数化管理2020年7月12日，由上船院设计、中海油能源发展投资建造的国内首艘3万m3液化天然气运输船——“海洋石油301”于广东中远海运重工完成智能化升级第一期工程，志着该船在数字化、智能化道路上开启了新的程。
基于三维设计数据的船舶静水力参数计算
的精度。 赵成璧 等实现了稳性计算程序 ESTAB；徐建红 基于 数字型值表，按照传统的静水力要素计算设计了船舶稳性计 算系统。周瑞平等[5]使用 和 Access 数据库进行静 水力要素计算。姜玲[6]基于 Solidworks 平台进行了二次开 发，实现了静水力要素计算。崔阳[7]基于 CATIA 平台实现了 任 意 浮 态 下 的 静 水 力 要 素 计 算 。 尤 炜 呈 [8] 开 发 出 了 WHUT-ISCS 系统 。
[9]
图 1 散货船“SHANDONG REN HE”的三维设计模型
综上所述，目前我国大部分配载仪使用传统的计算方法 或者基于设计软件做二次开发。传统计算法采用的是二维的 差值计算方法，数据基于静水力数据，需要进行插值计算， 对大倾角下的参数计算精度较差。而对设计软件做二次开发 的方法需要人工建模，精度也不是十分理想。 本文通过对船舶三维设计模型进行切片，将横剖面数据 离线，再进行相关系数的求取，实现了任意浮态下静水力参 数的计算，计算精度较高。 二、船舶数据库建立 1．模型切片 CGAL （ Computational 收稿日期：2016-07-24 作者简介：王智洲（1993-） ，男，汉族，安徽宣城人，大连海事大学航海学院，硕士生，研究方向为船舶静力学。 王 沈 凯（1990-） ，男，大连海事大学航海学院，硕士生。 晔（1993-） ，男，大连海事大学航海学院，硕士生。 许昕骜（1994-） ，男，大连海事大学航海学院，硕士生。 基金项目： 863 课题（2015AA016404） ，海洋公益性行业科研专项（201505017-4） ，中央高校基本科研业务费 （3132016310） 。 Geometry Algorithms 图 2 散货船“SHANDONG REN HE”型表面横剖面示意图 2．数据离线 为了保证程序的实时性，将按照切割肋位切割的船舶横 剖面数据离线保存。这样当水线面改变时可以直接进行求交 等运算，避免再次进行切割运算。 XML（eXtensible Markup Language）代表“可扩展 标记语言” ，它是一种通用的、机器可读的标记语言。XML 能方便有效地表示结构化数据，这就使得 XML 可以作为描
面向船型优化的船舶静水力计算方法
面向船型优化的船舶静水力计算方法蔡寒冰;冯佰威;常海超【摘要】为满足船型优化设计的需要,提出一种基于面元法的船舶静水力计算方法,将船体曲面离散成二维面元,并将对船体的体积分转化为对面元的面积分,以此来计算船型优化问题中的静水力性能数据,并对相关船型进行了对比验证.结果表明,基于面元法的船舶静水力计算方法具有较好的适用性及计算精度,满足船型优化设计的需要.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2018(042)006【总页数】5页(P962-965,970)【关键词】船型优化;静水力计算;面元法;形函数【作者】蔡寒冰;冯佰威;常海超【作者单位】武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室武汉 430063;武汉理工大学交通学院武汉430063;武汉理工大学交通学院武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U662.20 引言近年来，基于仿真的设计(simulation-脚based design，SBD)成为研究前沿的热点课题.SBD技术将计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)技术、计算机辅助几何设计(computational aided design，CAD)技术，以及优化算法等有机地结合到一起，形成了一种新的船型设计模式，具有高效、准确和适用性强等特点，被广泛应用于船型优化设计.优化问题包括设计变量、约束条件和目标函数.为了满足工程实用性，约束条件在优化问题中起关键作用.具体到船型优化设计，一般会以静水力数据作为约束条件，如为保证优化后的船型浮态不发生变化，选择浮心位置作为约束；为不影响船舶的营运性，选择排水量作为约束条件；为不影响船舶的技术性能，选择湿表面积等作为约束.因此，在船型优化过程中，必须能够实时计算船舶静水力参数.刘春雷等[1]使用加密型值表对47 500 t散货船“太行128”进行计算，在型宽、型深及船长方向对船进行细分，读取型值点后对型值点进行直接积分，得到了可靠的结果；王建勋等[2]使用三次样条函数对型值表数据进行插值后反求样条曲线上的点，对这些点积分得到横剖面面积，最后用辛普森积分对横剖面面积进行积分得到全船的排水体积；周念福等[3]对CATIA软件进行了二次开发，使其可以直接对船体曲面切片，通过调用相关函数对这些切片进行计算，最后得出船体体积.以上的几种方法，加密型值表法及样条函数法需要大量数据，对船型优化而言，计算比较繁琐；基于商业软件二次开发的静水力程序需要对相关软件进行集成，增加了集成的成本与难度，故该方法也不能很好地适应船型优化设计的需要.基于此，为满足船型优化的需要，本文采用了一种基于面元法的船舶静水力计算方法[4]，该方法首先要提取船体曲面的型值点，再使用这些型值点建立二维参数面元，然后建立对单个面元的数学模型，最后对面元进行积分得到相应的静水力性能数据.1 船体型值点的提取目前，三维船体模型多是基于非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline ,NURBS)表达的，而NURBS曲面为0≤u,v≤1(1)式中：wij为权因子；dij为控制顶点；Ni,k(u),Ni,l(v)分别为u向k次和v向l次的规范B样条基，u、v则是节点矢量.对于任意曲面，获取了曲面NURBS的次数、控制点，以及权因子的信息，可以求得曲面上的点的型值.例如，要在曲面上取100个型值点(此处u方向取10个值，v方向取10个值，记为10×10)，就可以分别对u、v取0/9，1/9，2/9，…，9/9，带入到式(1)中，得到相对应的型值点数据.NURBS原理和算法见参考文献[5].根据上述方法，就可以获取船体曲面上的离散型值点.本文对DTMB5415船型的型值点进行了提取，见图1.该船型有三个面，本文对每个面取30×20，即在方向取30个值，方向取20个值，得到了如图1的型值点点云.同时，对得到的型值点进行点/曲面偏差分析，得到这1 800个型值点与曲面的平均距离为2.428×10-7m，满足船型优化的精度要求.图1 船型DTMB5415型值点提取2 基于面元法的静水力计算原理基于面元法的静水力计算方法首先将船体曲面离散为二维参数面元，再依据高斯定理，将对船体的三维体积分转化为对面元的二维面积分，最后对所有面元进行积分，就可以得到该船的静水力性能数据.2.1 二维参数面元的建立根据第一节所述的提取型值点的方法提取船体曲面的型值点，将这些型值点按顺序划分为四边形单元，每一个单元可以看作是一个面元，船体面元见图2.而从船体曲面上提取出的单个面元，见图3，其中，是任意面元的四个角点.图3 船体单个面元图2 船型DTMB5415面元示意[6](2)式中：xi,yi,zi(i=1,2,3,4)分别为单个面元的四个节点坐标值；(ξ,η)为图4中所示的等参坐标；Ni为二维线性形函数，其表达式为(3)图4 4节点面元等参坐标2.2 基于高斯定理的静水力计算模型船舶水下体积V是由船体湿表面Swet和水线面Swl围成，根据高斯定理(4)式，可以将对船体的三维体积分转化为对面元的二维面积分.再根据具体问题，取适当的P,Q,R值，就可以求得相应的静水力性能数据.(4)选取P=v,Q=y,R=0，根据式(5)就可以求得船舶的排水体积：(5)选取P=0.Q=y2/2,R=0，根据式(6)就可以求得船舶的浮心纵向位置.(6)同理，水线面面积、湿表面积、中横剖面面积为(7)横稳性半径、纵稳性半径可由式(8)计算得：(8)各船型系数为CB=Cp=Cvp=(9)2.3 面元上函数数值计算根据2.1内容，船体曲面上的面元被转换成了二维参数线性面元，且每一个面元都是正则的，则每一个面元的法向量可为[7](10)式中：J为雅克比行列式；Υξ(ξ,η),Υη(ξ,η)分别为面元切平面内ξ方向、η方向的方向矢量.根据高斯-勒让德积分公式，则船体积分为(11)式中：m1,m2为节点数，由于本文采用2×2的二维线性参数单元，即此处为2；wi,wj为高斯求积公式的加权系数，本文中为1；参数ξi=±0.577 350 2692;ηi=±0.577 350 269 2.3 船舶静水力计算结果及对比本文开发了基于面元法的船型静水力计算程序.同时，为了验证上文原理的有效性和程序的实用性，分别用商业软件maxsurf和本程序对母型船的静水力性能进行了计算，并选取了排水体积、浮心纵向位置、湿表面积以及方形系数四个参数进行了对比.KCS船型和S60船型的每个面点数取80×30，对每个船型的设计水线处的静水力性能进行计算，即KCS船型取0.341 8 m处水线(记为0.341 8水线，同时若没有特别说明，水线的单位均为m)，S60船型取0.163水线.此时，所用KCS船型船模有四个面，采用第一节所述的方法对船型曲面进行离散，离散的型值点共有9 600个；S60船模有二个面，离散的型值点共有4 800个.计算结果分别见表1～2. 表1 KCS船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%排水体积/m31.6451.6480.16浮心纵向位置/m3.9663.9790.32湿表面积/m29.5359.5840.51方形系数0.6420.6440.44表2 S60船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%排水体积/m30.1210.1210.26浮心纵向位置/m1.591.5900.02湿表面积/m21.61.6060.38方形系数0.590.587-0.44本文选取DTMB5415船型，每个面取80×30，并选取3条水线，分别为0.15水线、0.248水线和0.35水线进行计算.所用DTMB船型船模共有3个面，离散的型值点共有7 200个.计算结果分别见表3～9.表3 80×30点数下0.15水线处DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%水线/m0.15排水体积/m30.2580.2580.10浮心纵向位置/m3.133.1450.47湿表面积/m23.343.325-0.45方形系数0.4710.4720.16本文对DTMB5415船型分别再取30×20，50×30，100×30三种密度的型值点，计算该船型在设计水线处的静水力性能.计算结果见表6～8.表4 80×30点数下0.248水线处DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%水线/m0.248排水体积/m30.5510.5520.15浮心纵向位置/m3.293.284-0.18湿表面积/m24.8524.8520.00方形系数0.5080.5080.08表5 80×30点数下0.35水线DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%水线/m0.35排水体积/m30.9160.9170.13浮心纵向位置/m3.383.376-0.13湿表面积/m26.1376.1420.08方形系数0.5680.5690.11表6 30×20点数下0.248水线处DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%点数30×20排水体积/m30.5510.5530.31浮心纵向位置/m3.293.285-0.15湿表面积/m24.8524.844-0.16方形系数0.5080.505-0.68表7 50×30点数下0.248水线处DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%点数50×30排水体积/m30.5510.5520.13浮心纵向位置/m3.293.284-0.18湿表面积/m24.8524.851-0.02方形系数0.5080.505-0.50表8 100×30点数下0.248水线处DTMB5415船型maxsurf计算结果与程序计算结果对比性能参数maxsurf计算值相对误差/%点数100×30排水体积/m30.5510.5520.16浮心纵向位置/m3.293.284-0.18湿表面积/m24.8524.8520.01方形系数0.5080.506-0.49表9 不同船型在不同点数下的计算时间 s点数32×2050×3080×30100×30150×50DTMB0.1250.3050.480.61.51KCS0.170.4 0.650.8112S600.0850.210.320.390.99表9中的计算时间是在不同的点数下，按该船型型深平均取5条水线，对这5条水线的计算时间取平均数所得.由表1～2和表3～5可知，基于面元法的静水力计算方法可以较好地计算不同的船型、不同的水线，具有良好的适用性，同时具有较好的精度.由表3～5可知，当水线越高时，计算结果越好.由于DTMB5415船型具有球鼻艏，当水线越低时，船体曲面变化越剧烈，此时，0.15水线处的精度相较于0.248水线以及0.35水线处的数据的精度较低，即曲面变化越剧烈，基于面元法的静水力计算方法的精度越低，反之越高.表4和表6～8可知，型值点越多，计算结果也越好.同时，当每个面的点数大于1 500个，全船总型值点数大于4 500个时，计算结果的误差均在0.5%以下，可以很好地满足船型优化设计的需要.同时，根据表9显示，型值点数越多，计算时间越长.故当船型的型值点数大于4 500个时，本方法可以很好地进行船型优化的静水力计算.4 结论1) 基于面元法的船舶静水力计算方法能很好地适应DTMB5415，KCS，S60等标准船型，具有良好的适用性.2) 基于面元法的船舶静水力计算方法具有较好的计算精度，满足船型优化设计的需要.3) 在船型优化中，基于面元法的船舶静水力计算方法只需要预先设定好计算所需要的点数和计算水线，便可以对目标船型进行计算，集成到船型优化平台上较为便捷；同时，由于其可以自动对船型优化过程中新生成的船型的三维曲面进行读点计算，故其能较好地适应船型优化的需要；此外，该方法计算时间较短，对于需要计算大量船型的船型优化问题具有一定优势.参考文献【相关文献】[1]刘春雷,张秀凤,孙霄峰,等.基于加密型值表的船舶静水力特性精确计算[J].中国造船，2013(1):163-176.[2]王建勋,胡以怀,李孝廉.基于三次样条插值的船舶邦戎曲线计算[J].山东交通学院学报,2011(19):64-67.[3]周念福,叶效伟,郁荣,等.基于CATIA二次开发的水下平台静水力计算[J].船舶工程,2017(4):44-47.[4]王健.MDO方法在水面舰船总体概念设计中的应用研究[D].北京：中国舰船研究院,2017.[5]施法中.计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条[M].北京：高等教育出版社,2013.[6]高效伟,彭海峰,杨恺,王静.高等边界面元法:理论与程序[M].北京:科学出版社,2015.[7]陈伟恒.微分几何[M].北京:北京大学出版社,2005.。
隧道型值表-静水力曲线计算用
基线半宽
水线1半宽 水线2半宽 水线3半宽 水线4半宽 水线5半宽 水线6半宽 水线7半宽 隧道包含的 最高水线半 宽 隧道底线高 度
外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内 外 内
隧道顶线高度 各站距舯
外 内 外 纵剖线2高度 内 外 纵剖线3高度 内 外 各站加密标记 内
隧道型值表
行 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 纵 剖 面 线 型 值 列序 站号 项目
隧道底线半 宽 隧道顶线半 宽
0 1 2 3 --- --- --- --后端点 行序
标记 吃水 半宽/ 距舯 高度
-1 -1
4 0
5 1
6 2
76
11 7
12 8
13 9
14 10
15 11
16 12
17 13
18 14
19 15
20 16
21 17
22 18
23 19
各 站
半
宽
和
高
度
24 25 26 20 --- --- 水线 前端点 加密
标记 半宽/ 距舯 高度
加密点1
距舯
加密点2
加密点3
半宽/ 半宽/ 半宽/ 距舯 距舯 高度 高度 高度
纵剖线1高度
= = = = s s s s s s s s s s s s s s s s s s = = = M Z Z Z Z Z Z = =
-1
-1
-1
-1
-1
-1
加 加密点1 密 型 加密点2 值
静水力曲线
船舶静力学实验船舶静水力曲线绘制实验报告专业：船舶与海洋工程09级2班姓名：***学号：**********日期：2011年11月21日一．实验目的1.在给出船体型线图和型值表之后，能及时了解该船的浮性与初稳性。
2.为使用单位提供有关技术数据，随时可以掌握在任意平浮吃水时的浮态及初稳性，进而计算其装载情况，使之安全航海。
3.复习、巩固静力学理论，熟悉计算公式及过程，熟悉各表的几何意义，训练绘图技能。
二．实验内容在计算机上根据给定的船体型线图和型值表计算船舶的静水力曲线，并完成穿舶静水力曲线的绘制，把各浮性、稳性要素，船型系数与吃水之间的关系，即15条静水力曲线，都画在一张图上，这张图就提供了在静止平浮状态、任何吃水下的浮性与初稳性资料。
其纵坐标为吃水d,横坐标为各要素。
三．实验步骤1.在型线图上进行水线和横剖线的端点修正。
①基线或0号水线，其值必须进行修正，在横剖面上进行基线端点修正。
②其它水线仅需要进行首尾两端的修正。
2. 填写水线半宽值。
3. 计算表Ⅰ、Ⅱ～Ⅶ。
4. 绘制水线面面积A W 曲线。
5. 计算表Ⅱ、表Ⅲ、表Ⅳ、表Ⅴ、表Ⅵ、表Ⅶ，然后绘制15条静水力曲线。
四．15条曲线的计算公式：浮性曲线1.型排水体积型∇：⎰⎰⎰-==∇d l l dw ydxdz dz A 0220型，按型线图计算的排水体积，不包括附体、外板。
2.总排水体积k ∇：型∇=∇k k，k为系数，在1.004～1.03范围内，约为1.006左右。
3.总排水量k ∆：k k ∇⨯=∆ω，ω =1.025t/m ³。
4.浮心纵向坐标B x ：⎰⎰⎰⎰--=∇=dl l d l l yoz B ydxdzxydxdz M x 022022。
5.浮心垂向坐标B z ：⎰⎰⎰⎰--=∇=dl l dl l xoy B ydxdzyzdxdz M z 022022。
6.水线面面积W A ：⎰-=222l l Wi ydx A ，各条水线面面积。
深水系泊系统静力特性快速计算方法研究
深水系泊系统静力特性快速计算方法研究张火明;范菊;杨建民【摘要】为研究深水系泊系统静力特性,以工作水深为320 m的转塔式浮式生产存储系统为例,首先计算出每种类型锚泊线的水平张力TH-水平跨距X曲线、上端系缆点水平移动距离、每根锚泊线新的水平跨距,插值求出此时的每根锚泊线水平张力,投影合成后即得上端系缆点移动后的系泊系统X方向水平恢复力,垂直方向的恢复力计算方法与此类似.相应计算结果与Dynfloat软件结果相吻合.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2007(036)002【总页数】5页(P64-68)【关键词】深海平台;系泊系统;静力特性【作者】张火明;范菊;杨建民【作者单位】中国计量学院计算机软件及理论研究所,杭州,310018;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海,200030;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】P75;TP309世界范围内海洋开发正在向深海进军，许多创新研制的适用于深海开发的新型海上石油生产处理装置不断涌现［1］，其中就包括浮式生产储油轮（FPSO）、半潜式平台、张力腿式平台（TLP）、单柱式平台（SPAR）等已获得广泛成功应用的新型平台。
这些海上漂浮结构物的海上定位需要通过动力定位和锚泊系统的约束来实现［2-5］。
其中锚泊系统在海洋和海岸工程中的应用十分广泛，形式也多种多样，受力情况十分复杂，通常情况下无法得出解析的表达形式，而不得不采用数值分析的方法来实现［2-5］。
目前研究中，对锚链系统静力分析［6-7］的方法很多，给出了很多应用程序，用于求解锚链系统的受力和变形，其计算过程一般需采用多次迭代的方法，最终找到锚链顶端受力与锚链顶端位置的关系，一般很耗机时，因此有必要考虑采用简单直观的方法。
1．1 锚泊线静力计算基本方程锚泊线可由多段不同重量和尺寸的索或链组成，段与段之间可有集中质量（悬挂重锤或浮球）。
方法对松弛（有剩余索链躺在海底的）和张紧的（索链全部提起其下端拉力倾斜的）两种系泊状态均适用。
静水力设计计算任务书
2009级船舶与海洋工程1、2、3班《船舶静水力设计》课程设计任务书一、题目：1000吨货船静水力设计计算二、船舶主尺度总长65.11m垂线间长59.23m型宽10.80m型深 5.35m吃水 4.2 m梁拱0.22 m三、设计资料1000t 货船型线图及型值表四、设计要求1）要求取21个计算站号，应先把型线图中不足的站号补齐，把对应的型值补在型值表中。
2）计算水线从0号水线等间距取6条。
若无船底线（0号水线）应补画，且把船底线的型值填入型值表。
3）对水线面和横剖面的端点坐标进行修正，将修正后的端点坐标填入型值表。
4）按参考资料4）所示绘制静水力计算表格，然后计算。
5）在方格纸上或用Autocad把计算结果绘制成如参考资料（3）所示的静水力曲线图。
6）按参考资料4）所示绘制邦戎曲线计算表格，然后计算。
7）在方格纸上或用Autocad把计算结果绘制成如参考资料（3）所示的邦戎曲线图。
8）利用邦戎曲线图列表计算某一倾斜水线下排水体积和浮心坐标。
9）设计封面（船舶静力学课程设计计算书），编写目录。
10）设计总结文一篇。
11）按封面、目录、主尺度、计算表格、静水力曲线图、邦戎曲线图、设计总结的顺序装订计算书（交计算书打印件）。
12）以学号、姓名建立文件夹，把计算书电子文档存入文件夹（交计算书电子文档）。
13）全部设计工作要求二周内完成。
第1周要求完成静水力曲线计算，第2周要求完成邦戎曲线及某一倾斜水线下排水体积和浮心坐标计算。
五、参考资料1）船舶静力学蔡梅岭2）船舶原理盛振邦3）船舶原理潘小明4）计算表格复印资料六、时间、地点17、18周。
航海学院计算机房。
基于参数化船模的静水力计算
基于参数化船模的静水力计算李日杰;吴方良;刘明静【摘要】船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能.传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响.本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性.%Ship hydrostatic which widely describes the ship's law of buoyancy and stability with depth can generally reflect the ship's static performance. The traditional 2D method to calculate hydrostatic is troublesome and its accuracy is relative to transverse section number selected. The methods to drawing ship lines by mathematic function and modeling with parameter are used in this paper,which can create ship lines and solid model rapidly and accurately. With developing CATIA software, 3D design and hydrostatic calculation are integrated. This paper proposes the method to calculation of ship hydrostatic based on parametric modeling, which directly gains the result. The good operability and reliability is proved by an example.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】4页(P55-58)【关键词】静水力;参数化;实体船模【作者】李日杰;吴方良;刘明静【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U661.2+10 引言三维设计由于突破了平面和二维设计模式的限制，对于总体综合布置具有重要的意义，在航空、船舶和汽车等各行业应用都十分广泛［1］。
船舶静力性能计算书
船舶静力性能计算书蔡岭梅编船名班级姓名成绩武汉理工大学船舶静力学课程设计内容1.计算与绘制静水力曲线2.计算与绘制邦戎曲线3.计算与绘制稳性插值曲线4.计算与绘制可浸长度曲线5.计算与绘制纵向下水曲线船舶的主要尺度总长＝米LZ垂线间长＝米LbP型宽＝米B型吃水＝米T型深＝米D船舶静力学课程设计（Ⅰ）任务书一、课程设计题目计算与绘制静水力曲线与邦戎曲线二、作业内容1.静水力曲线2.邦戎曲线(1)绘制甲板边线以下的船体轮廓线(2)计算与绘制横剖面面积曲线比例面积：1cm=)(z f A =吃水：1cm=(1)水线面积曲线)(z f S =比例1cm=(2)漂心纵向坐标曲线)(z f x f =比例1cm=(3)型排水体积曲线)(z f V =比例1cm=(4)型排水量曲线)(z f =∆比例1cm=(5)浮心纵向坐标曲线)(z f x c =比例1cm=(6)浮心垂向坐标曲线)(z f z c =比例1cm=(7)每厘米吃水吨数曲线)(z f q =比例1cm=(8)横稳心半径曲线)(z f r =比例1cm=（或横稳心垂向坐标曲线）)(z f Z m =比例1cm=(9)纵稳心半径曲线)(z f R =比例1cm=（或纵稳心垂向坐标曲线）)(z f Z mz =比例1cm=(10)每厘米纵倾力矩曲线)(z f M om =比例1cm=(11)水线面系数曲线)()(z f C w =α比例1cm=(12)横舯剖面系数曲线)()(z f C M =β比例1cm=(13)方形系数曲线)()(z f C B =δ比例1cm=(14)棱形系数曲线)()(z f C P =ϕ比例1cm=表1、、、、计算表S f x x I yf I α水线号=mn L l /==)(32l 吃水T ＝m ，=3)(2l 站号半宽坐标y i （m ）面积乘数惯矩乘数面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）坐标立方y i 3ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ-1-111210（尾）-101001-9812-8643-7494-6365-5256-4167-398-249-11100011111224133914416155251663617749188641998120（首）10100总和Σ′修正值ε修正后∑符号=S ∑)(2Ⅱl (m 2)LBS =α=fx ∑∑)()(ⅡⅤl(m )23)()(2fyfxS l I ⋅−=∑Ⅵ（m 4）42()3()x I l m =∑Ⅶ设计结果表2V、D、δ、q计算表t=T/n=mγ=t/m3水线号吃水T i(m)水线面积S i(m2)成对和自上而下之和排水体积)(2VtVi=(m3)排水量D i=γ(Ⅵ)(t)方形系数LBTVii=δ每厘米吨数100)(Ⅲγ=iqⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ0————12345678910表3x c计算表t=T/n=m 水线号水线面积S i(m2)漂心坐标x fi(m)S i·x fi（Ⅱ）×（Ⅲ）成对和自上而下之和排水体积V i（m3）浮心纵坐标)(2)(ⅦⅥtxci=ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ0————12345678910表4Z c计算表t=T/n=m水线号排水体积V i(m3)成对和自上而下之和)(2Ⅳ×t（Ⅱ）（Ⅴ）吃水T i（m）浮心垂向坐标Z ci＝(Ⅶ)－(Ⅵ)(m)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ0————12345678910表5r、R、Z m、Z mz计算表水线号排水体积V i(m3)横向惯矩I xi(m4)纵向惯性I yfi(m4)横稳心半径r i=I xi/V i纵稳心半径R i=I yfi/V iZ ci横稳心垂向坐标Z mi=r i+Z ci纵稳心垂向坐标Z mzi=R i+Z ciⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ012345678910表6M cm计算表水线号排水量△i（t）纵稳心坐标R i（m）△i·R i（Ⅱ）×（Ⅲ）船长L（m）纵倾1cm力矩)(100)(100ⅤⅣ=∆=LRM i icmⅠⅡⅢⅣⅤⅥ0————12345678910-7-表7邦戎曲线计算表t=T/n =m横剖面站号0水线第1号水线第2号水线第3号水线第4号水线第5号水线y 0y 1σ1=(y 0+y 1)面积A 1=σ1×ty 2σ2=σ1+(y 1+y 2)面积A 2=σ2×ty 3σ3=σ2+(y 2+y 3)面积A 3=σ3×ty 4σ4=σ3+(y 3+y 4)面积A 4=σ4×ty 5σ5=σ4+(y 4+y 5)面积A 5=σ5×t艉↑↓艏012345678910A 1=A 2=A 3=A 4=A 5=11121314151617181920舯横剖面系数iM T B A C ×=C P =C B /C M船舶静力学课程设计（Ⅱ）任务书一、课程设计题目大倾角稳性计算二、作业内容（1）绘制乞氏剖面图（9垂线）比例：1：（2）计算吃水T=m，船舶倾角θ=10°，20°，30°，40°，50°，60°时之排水体积及回复力臂。
基于加密型值表的改进水尺计重方法
188研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2020.08 (上)的安全意识，每台设备设置专人负责，专机专用，施工完毕后必须再三确认设备断电后方可离开，以免其他人员误操作造成触电事故和机械伤害事故。
（5）编制专项安全技术措施，并对施工人员进行培训和安全技术交底，对展放胶带使用的机具进行核算，确保其性能满足胶带展放的要求，控制胶带展放速度，避免因胶带展放速度过快导致制动时产生的冲击力造成的事故隐患，通讯系统采用手持对讲机，确保沟通顺畅。
（6）起吊重物时，人员严禁站在倒链、被吊物下方，不得站在逃生死角的地方，及时观察起吊设备的安全情况。
（7）切实加强作业人员的培训教育，提高自我保护意识。
水尺计重，利用公元200年前著名的阿基米德原理，即漂流在静止流体中的物体受到的流体作用的合力大小等于物体排开的流体的重量。
在此前提下，把船自身作为一个计量工具来实现对船上的货物进行计量的一种方法。
具体依据便是船舶的标准图表。
以承运船舶的吃水作为求得船体排水量的主要依据。
其原理便是金属船舶在水中漂浮时，所排开水的重量就与船舶自身的重量相同，装载有附加重量的船舶，如载装货物的船舶排开的水量较大。
该水尺计重方法具有省时、省力、省运费的优势，在一定程度上，被许多运输部门所采纳和应用。
与此同时，水尺计重也有诸多的缺点，比如，船舶在横倾、纵倾与拱垂情况下会存在极大的误差，具有一定局限性，只适用于价值不高或者不易用衡量器计重的海运装固态商品的计重。
许多研究人员在这一方面投入了许多的精力，做了许多的研究和工作。
例如，林火平投身于船舶常数对水尺计重的研究的影响的研究工作中，通过大量的数据得出影响船舶的两大主要因素的结论。
其中，这两大主要因素分别是缆绳的松紧，压载水的测量。
但是，该研基于加密型值表的改进水尺计重方法孙志波（青岛检验认证有限公司,山东 青岛 266000）摘要：针对传统水尺的计重缺陷，提出了新的改进水尺的计重方法。
船舶静水力参数计算及曲线绘制研究
thisform.text12.value=Ti(n1) bel14.caption='Aw'+alltrim(str(n1-1)) thisform.text13.value=AW && 水线半宽面积 bel15.caption=' 成对和 '+alltrim(str(n1-1)) thisform.text14.value=cdh(n1)&& 成对和 bel16.caption=' 积分和 '+alltrim(str(n1-1)) thisform.text15.value=jfh(n1)&& 积分和 bel17.caption=' 排水体积 '+alltrim (str (n11)) thisform.text16.value=pstj(n1) bel18.caption=' 排水量 '+alltrim(str(n1-1))
5301 695 2464 9417 8699 10726
10826
19 378 800 1076 1271 1445 689 2755 4080
3441 7921 11484 9002 11049
20
322 1380 2710
3636 8801 10688
9341 11408
12408
bel13.caption='T'+alltrim(str(n1-1)) Ti(n1)=dT*(n1-1) && 吃水
6900 8
某钻井船的静水力特性和大倾角稳性及溢油计算
某钻井船的静水力特性和大倾角稳性及溢油计算
谢一凡;张大朋;赵博文;严谨;姜淏予
【期刊名称】《矿山工程》
【年(卷),期】2024(12)2
【摘要】钻井船是一种重要的海上油气开发装置,对于开采海上油气资源有着重要的作用。
对钻井船的静水力特性和大倾角稳性及溢油计算进行分析对于保障海上油气开采安全、促进海洋资源开发有着重要的意义。
有鉴于此,本文结合某钻井船的
具体结构与参数,对其进行了相关分析,得到的结论对于具体实践有一定的指导意义。
【总页数】8页(P150-157)
【作者】谢一凡;张大朋;赵博文;严谨;姜淏予
【作者单位】广东海洋大学船舶与海运学院湛江;广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室湛江;广东海洋大学电信学院湛江
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
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Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ等 。这些计算方法需要人为输入船舶数据，繁琐且容易出错。由于对第三方软件 的依赖 ， 程序的移植性和 自 主性受到限制 。且大部分程序计算都依据装载手册 中提供的简单型值表 ，不能保证
计算 结 果 的准 确 性 。在计 算 船舶 任意 浮态 的体积 和浮 心 坐标 时 ，传统 的计 算 方法 是对 船型进 行 插值 ， 但 插 值 数据 并 不一 定是 船舶 真 实数 据 【 ５ ］ 。随着 计 算机 技 术 的发展 和数 字造 船 技术 在 船厂 的应 用 ， 目前 主流 的船 舶 设计 软件 都可 以根据 实 际需要 输 出任 意程 度加 密 的数 字型 值表 ，这 些数 据 能更准 确 的描 述
５ ４卷
第 ４期 （ 总第 ２ ０ ７ 期）
中
国
造
船
ｖ０ １ ． ５ ４ Ｎｏ ． ４（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ０ ７ ）
Ｄｅ ｃ ．２ ０ １ ３
２ ０ １ ３年 １ ２月
Ｓ Ｈ Ｉ Ｐ Ｂ ＵＩ Ｌ Ｄ Ｉ ＮＧ Ｏ Ｆ Ｃ Ｈ Ｉ ＮＡ
文章编号 ：１ ０ ０ ０ ． ４ ８ ８ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ ． ０ １ ６ ３ ． １ ４
５ ４卷
第 ４期
（ 总第 ２ ０ ７期）
刘 春 雷 ，等 ：基于 加 密型 值 表 的船舶 静 水力 特 性 精确 计 算
１ ６ ５
舷和 向首倾 斜 为正 们 。 在 求取 船舶 任 意浮态 下 的排水 体积 和 浮心 坐标 时 ，需要用 到这 两个 坐标 系 的变 换 ，其 变换 矩 阵为 （ １ ）从船体 坐标 系 ｏ ｘ ｙ ｚ到 固定坐 标系 Ｏ Ｘ’ Ｙ’ ｚ ’
ห้องสมุดไป่ตู้
关 键 词 ：加密型值表；静水力特性计算；Ｓ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄ Ｈ ｏ ｄ ｇ ｒ ｎ ａ ｎ剪裁算法；浮心
中图分 类号 ：Ｕ ６ ６ １ ． ２ ＋ １ 文献标 识码 ：Ａ
０ 引 言
目前 传 统 的 静 水 力 计 算 主 要 是 使 用 静 水 力计 算 表 格 或 依 赖 第 三 方 软 件 ，如 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 、Ｍａ － ｔ ｌ ａ ｂ 及
基 于 加 密 型 值 表 的船 舶 静 水 力特 性 精确 计 算
刘春 雷 ，张秀凤 ，孙 霄峰 ，尹 勇
（ 大连 海事大学 航海动态仿真及控制交通部重点 实验 室，大连 １ １ ６ ０ ２ ６）
摘
要
针 对传 统船舶静水力特性计算方法存在 的不足 ，编写 ｃ ＋ ＋ 程序对加 密型值表 自动识别和读 取，建 立 了 船
Ｉ ｃ ｏ ｓ Ｏ ｔ ａ ｎ ￣ ｏ ｃ ｏ ｓ ａ ｓ ｉ ｎ Ｃ Ｏ Ｓ ａ Ｊ
—
ｓ ｉ ｎ ０ Ｉ （ １ ） Ｃ Ｏ ｓ ｊ
（ ２ ）
（ ２ ）从 固定 坐标 系 Ｏ Ｘ’ Ｙ’ ｚ’ 到船体 坐标 系 ｏ ｘ ｙ ｚ
ｆ Ｃ Ｏ Ｓ 口／ Ｃ Ｏ Ｓ
ｏ ｘ ｙ ｚ
：． ：
０ 一 ｔ ａ ｎ ￣ ｏ ｃ ｏ ｓ １
ｆ — ｓ ｉ ｎ ０ ｔ ａ ｎ （ ａ ｃ ｏ ｓ ａ Ｃ Ｏ Ｓ － ｔ ａ ｎ ｃ ０ ｓ ｆ
ｆ Ｃ Ｏ Ｓ ａ ／ ｃ ｏ ｓ － ｓ ｉ ｎ ０ ｔ ａ ｎ （ ｐ ｃ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｓ ０ ｔ ａ ｎ （ ｐ ｃ ｏ ｓ ａ １
Ｂ Ｏ Ｘ ， ｙ ＝ ｌ Ｌ ０ ｃ ｏ ｓ ０ ｔ ａ ｎ ￣ ｏ Ｃ Ｏ Ｓ 一 ｔ ａ ｎ Ｏ ｃ ｏ ｓ ａ
舶三维数据库。对实船正浮状态不同吃水时的各种静水力参数进行计算，与装载手册提供的数据进行对 比 和
分析，说 明 了 该方法 的高精确性 ；运用坐标系矩 阵变换和 Ｓ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄ ． Ｈ ｏ ｄ ｇ ｍ ａ ｎ剪裁算法计算任 意浮态下船舶
排水体积和浮心，与装载手册中提供的纵倾数据相比较，验证了该计算方法的正确性与通用性。
船型尺度 ，使得 以其为基础 的各种计算有更高的精确度 】 。计算船舶任意浮态下横剖面面积时 ，本文
巧妙地 应 用 ｓ ． Ｈ 裁剪 算法 ，避 免 了 以往 计 算方法 中分类 复杂 、通用 性 差 的情 况 。
１ 基 于加密型值表 的船舶三维数据库 的建立
本文基于 ｃ ＋ ＋ 程序完成对加密型值表 的自动读取，建立船舶三维数据库，通过 Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｇ Ｌ的可视化
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ４ － ２ ２ ；修 改稿 收稿 日期 ：２ ０ １ ３ － １ １ － ２ ８ 基 金 项 目：国家 ９ ７ ３ 重 点基 础研 究发 展规 划项 目 （ ２ Ｏ ０ ９ ｃ Ｂ ３ ２ Ｏ ８ Ｏ ５ ） ；大连 海事 大学 创新 团队 研究 经费 （ ２ ０ １ ２ Ｔ Ｄ ０ ０ ２ ） ；中央 高校基 本科 研业 务经 费 （ ３ ０ ３ ２ ０ １ ３ ０ ０ ７ ） ： 中央 高校基 本科 研 业务 费 （ ３ １ ３ ２ ０ １ ３ ３ ０ ２ ）
对 数据 的完 整 性进 行 了验 证 。
１ ． １ 加 密型 值表
加 密 型值表 （ Ｄｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｏｆ ｆ ｓ ｅ ｔ ｓ ）是指对 普通 型值 表通 过对 分站 数 目加密 而得 到 的能更精 确 反 映船 型信 息 的型值 表 ，对 加密 的程 度 ， 目前 国 内还 没 有建 立相 应 的标准 ，主要 是根 据实 际 需要进 行 合理 的细 分［ ６ １ 。以 ４ ７ ５ ０ ０吨 散货 船“ 太行 １ ２ ８ ” 的加 密 型值数 据 为例 ，其型 值数 据包 含 ３ ６个 Ｃ Ｓ Ｖ文件 ， 文 件名 从 Ｏ Ｆ Ｆ Ｓ Ｅ Ｔ１ ． Ｃ Ｓ Ｖ到 ＯＦ Ｆ Ｓ Ｅ Ｔ ３ ６ ． Ｃ Ｓ Ｖ ，型宽和 型深 方 向都 以 ２ ０ ｍ ｍ 为单 位细 分 ，船长 方 向 以 Ｏ ． ０ ４