浙江海洋學院船舶靜水力性能及穩(wěn)性計算

1、課程設計成果說明書題 目： 船舶靜水力性能及穩(wěn)性計算學生姓名： 學 號： 學 院： 船舶與建筑工程學院 班 級： 指導教師： 浙江海洋學院教務處2012年 12月 25 日浙江海洋學院課程設計成績評定表2012 2013 學年 第 一 學期學院 東科 班級 C10船舶2班 專業(yè) 船舶 學生姓名(學 號) 李靈棋101306226課程設計名 稱船舶靜水力性能及穩(wěn)性計算題 目課程設計指導教師評語指導教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯小組教師簽名： 年 月 日船舶靜力學課程設計指導書一、設計目的船舶靜力學是船舶與海洋工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，在課程中學習船體幾何形體的表達方法；學習船舶安全漂浮

2、水面保持一定穩(wěn)性和浮態(tài)的基本原理和計算方法以及抗沉性能的研究。根據(jù)教學大綱要求的重點內容，本課程設計包括兩方面內容：一是運用所學基本方法和知識完成某一條船的靜水力性能計算并繪制出靜水力曲線圖，使學生在了解和掌握基本原理的前提下實踐計算流程；二是采用變排水量法計算并完成某一條船的靜、動穩(wěn)性曲線繪制。通過該課程設計環(huán)節(jié)達到對課程重點內容的消化和吸收，提高學生的工程技術素養(yǎng)，為后續(xù)課程學習和今后從事船舶設計、建造和開發(fā)等科研工作打下結實的理論基礎。注：第一部分內容大部分學生完成，第二部分內容指定學生完成。 1班10，2班12二、內 容1、靜水力性能計算。依據(jù)提供的船型圖紙資料，完成以下設計任務：選取

3、合適方法計算并繪制浮性和穩(wěn)性曲線包括：(1) 型排水體積曲線(2) 排水量曲線(3) 浮心縱向坐標xB曲線(4) 浮心垂向坐標zB(或KB)曲線(5) 水線面面積Aw曲線(6) 漂心縱向坐標xF曲線(7) 每厘米吃水噸數(shù)TPC曲線(8) 橫穩(wěn)心半徑BM曲線(9) 縱穩(wěn)心半徑BML曲線(10) 每厘米縱傾力矩MTC曲線(11) 水線面系數(shù)CwP曲線(12) 中橫剖面系數(shù)CM曲線(13) 方形系數(shù)CB曲線(14) 棱形系數(shù)CP曲線2、依據(jù)提供的船型圖紙資料，完成以下設計任務：采用變排水量計算法計算并繪制設計排水量時對應的靜、動穩(wěn)性曲線，計算后得出穩(wěn)性衡準數(shù)K值。三、要 求1靜水力性能采用excel

4、 電子表格計算，靜水力曲線圖用AUTOCAD在計算機上完成。2采用電子表格進行變排水量法計算，乞氏剖面及水線、橫截曲線、穩(wěn)性曲線均用AUTOCAD在計算機上完成。3設計結果要求輸出打印，按規(guī)定格式，以A4幅面整理成設計說明書。內容包括船型和14條靜水力曲線數(shù)據(jù)的直接計算表格及所繪制靜水力曲線圖；橫截曲線、穩(wěn)性曲線的直接計算表格及所繪制曲線；設計后的總結與感想等。文本書寫工整劃一，言語規(guī)范，繪圖標準。4所有設計相關計算表格及數(shù)據(jù)、曲線匯總于課程設計電子稿版本中與設計說明書一并提交。四、時 間周（2012-12-17到2012-12-21）,各班班長于21日下午17:00前收齊上交。五、型船資料設

5、計船型線圖、總布置圖等六、其 他如發(fā)現(xiàn)設計數(shù)據(jù)、圖紙存在雷同，設計作廢并重新就其他船舶完成相關設計，課程設計成績計算基準減半。以下為成果說明書基本格式，正文字體：宋體，字號：小四，行間距：18磅。內容見推薦目錄。摘要 靜水力圖全面表達了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。靜、動穩(wěn)性曲線是為了反映船舶在大傾角的狀態(tài)下受到的力矩，以及傾斜力矩所做的功。這兩張圖反映了船舶的性能以及安全性，是非常重要的兩張圖。關鍵詞： 靜水力圖、曲線目錄：（參考）一、封面1二、浙江海洋學院課程設計成績評定表2三、任務書3四、摘要5五、目錄6六、正文（一）靜水力計算1、船型、主尺度及計算方法72、計算

6、列表匯總73、曲線繪制8（二）穩(wěn)性校核1、船型、主尺度及計算方法92、剖面定位及計算列表匯總93、穩(wěn)性橫截曲線104、靜穩(wěn)性曲線105、動穩(wěn)性曲線11（三）設計總結分析12（四）參考文獻13繪制靜水力曲線的船，其垂線間長為92.3m，船體型寬為15.8m，型深7.4米，設計吃水5.9m，排水量7089.92t，方形系數(shù)0.796。首先，通過讀取船的型值表，得到500WL，1000WL，1500WL，2000WL，3000WL，4000WL，5000WL，6000WL，7000WL。這些水線在各站線上的型值，將它們填入excel表格，通過梯形法計算出各水線面的面積Aw，并注意進行端點修正。在表格

7、中，通過公式，我們可以得到水線面面積對船中的靜矩，通過各水線面對中站的靜矩除以水線面面積便得到各水線面的漂心Xf。通過靜矩的值，可以得到船體水線面對通過船中的橫軸的縱向慣性矩，減去Xf²×Aw的積便得到水線面對于通過漂心的橫向軸的縱向慣性矩IL。通過半寬，求橫向慣性矩It。然后，由于知道各水線面面積以及各水線之間的間距，通過表格中相鄰水線面面積的成對和的自上至下的和與水線之間的間距的積求出各水線面下的排水體積，并求得排水量。在知道漂心位置Xf和水線面面積Aw后，我們通過各水線的Xf與Aw的乘積的成對和的自上至下的和與水線之間的間距的積求出各各水線面下的排水體積的浮心縱向坐標

8、Xb。而浮心的垂向坐標Zb我們可以通過各水線面對基平面的靜矩值利用與計算浮心縱坐標相同的方法求得。在上面計算中，已得到IL和It和排水體積，我們便可以通過公式得到各水線面的縱、橫慣性矩除以各水線下的排水體積得到橫、縱穩(wěn)心半徑BM和BML。最后利用水線面每厘米縱傾力矩MTC，水線面系數(shù)Cwp，每厘米吃水噸數(shù)TPC，方形系數(shù)Cb，棱形系數(shù)Cp，中橫剖面系數(shù)Cm的公式求得這些系數(shù)值。有關公式：序號名稱公式單位表號1水線面面積AW=2Lm2表2漂心縱向坐標XF=LV/m表3排水體積=d/2(V)m3表4排水量t表5每厘米吃水噸數(shù)TPC=AW/100t/cm表6浮心縱向坐標XB=d()/(2)m表7浮心

9、垂向坐標ZB=KB=di-d()/（2）m表8水線面面積橫向慣性矩IT=2/3Lm4表9水線面面積縱向慣性矩IL=2(L)3-AWxF2m4表10橫穩(wěn)心半徑BM=IT/m表11縱穩(wěn)心半徑BML=IL/m表12每厘米縱傾力矩MTC=BML/(100L)t·m表13水線面面積系數(shù)CWP=AW/(LB)表14船中橫剖面面積系數(shù)CM=AM/(Bd)表15方形系數(shù)CB=/(LBd)表16菱形系數(shù)CP=CB/CM表水線號0d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號水線半寬（m)面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（)×()慣矩函數(shù)（）×

10、;（）水線半寬立方（m3)0-0.1-101001-10-0.001 10.204-981-1.83616.5240.008 20.546-864-4.36834.9440.163 31.369-749-9.58367.0812.566 43.3-636-19.8118.835.937 55.575-525-27.875139.375173.274 66.656-416-26.624106.496294.876 76.74-39-20.2260.66306.182 86.74-24-13.4826.96306.182 96.74-11-6.746.74306.182 10 6.74000030

11、6.182 116.74116.746.74306.182 126.742413.4826.96306.182 136.743920.2260.66306.182 146.7441626.96107.84306.182 156.7452533.7168.5306.182 166.25563637.53225.18244.727 174.81874933.726236.082111.841 182.70186421.608172.86419.705 190.559814.9544.550.166 20-0.41510100-4.15-41.5-0.071 總和92.119 0770.000 64

12、.238 1575.456 3638.830 修正值-0.258 修正后92.377 計算公式Aw=2L() 計算結果852.635 0.585 3.209 300925.758 11196.679 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號500d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號 水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù) 面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方 （m3）0-0.212-101002.120 -21.200 -0.010 10.468-981-4.212 37.908 0.103 21.46

13、-864-11.680 93.440 3.112 33.171-749-22.197 155.379 31.885 45.305-636-31.830 190.980 149.299 56.818-525-34.090 170.450 316.936 67.426-416-29.704 118.816 409.510 77.426-39-22.278 66.834 409.510 87.426-24-14.852 29.704 409.510 97.426-11-7.426 7.426 409.510 10 7.426000.000 0.000 409.510 117.426117.426 7

14、.426 409.510 127.4262414.852 29.704 409.510 137.4263922.278 66.834 409.510 147.42641629.704 118.816 409.510 157.426 52537.130 185.650 409.510 167.02163642.126 252.756 346.096 175.81674940.712 284.984 196.731 183.92886431.424 251.392 60.606 191.87798116.893 152.037 6.613 200.200 101002.000 20.000 0.0

15、08 總和110.112077068.396 2219.336 5206.482 修正值-0.006 修正后110.118 計算公式 計算結果1016.389 0.697 2.866 427931.654 16020.345 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號 水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方 （m3）0-0.287-101002.870 -28.700 -0.024 11.029 -981-9.261 83.3

16、49 1.090 22.976 -864-23.808 190.464 26.357 35.168 -749-36.176 253.232 138.028 46.948 -636-41.688 250.128 335.413 57.731 -525-38.655 193.275 462.069 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.00

17、0 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.741 63646.446 278.676 463.865 176.820 74947.740 334.180 317.215 185.089 86440.712 325.696 131.795 192.900 98126.100 234.900

18、24.389 200.695 101006.950 69.500 0.336 總和125.81077060.730 2856.200 6830.921 修正值0.204修正后125.606計算公式 計算結果1159.343 0.795 2.231 555707.023 21018.745 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號 水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方（m3）0-0.441-101004.410 -44.10

19、0 -0.086 11.029-981-9.261 83.349 1.090 22.976-864-23.808 190.464 26.357 35.168-749-36.176 253.232 138.028 46.948-636-41.688 250.128 335.413 57.731-525-38.655 193.275 462.069 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.9-39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039

20、107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.74163646.446 278.676 463.865 176.8274947.740 334.180 317.215 185.08986440.712 325.696 131.795 192.998126

21、.100 234.900 24.389 201.4451010014.450 144.500 3.017 總和126.41 0 77069.770 2915.86833.541 修正值0.502 修正后125.904 計算公式 計算結果1162.094 0.797 2.557 565595.030 21026.805 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號 水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方（m3）0-0.543-10

22、1005.430 -54.300 -0.160 11.452-981-13.068 117.612 3.061 23.825-864-30.600 244.800 55.962 35.944-749-41.608 291.256 210.008 47.352-636-44.112 264.672 397.390 57.834-525-39.170 195.850 480.785 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-

23、7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.81763646.902 281.412 477.662 177.09474949.658 347.606 357.004 185.4886443.840 350.72

24、0 164.567 193.22898129.052 261.468 33.636 202.0341010020.340 203.400 8.415 總和130.517077066.1643175.9967118.719 修正值0.7455修正后129.7715計算公式 計算結果1197.791 0.821 2.353 617714.089 21904.299 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號 水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×

25、（）水線半寬立方（m3）0-0.601-101006.010 -60.100 -0.217 12.21-981-19.890 179.010 10.794 24.67-864-37.360 298.880 101.848 36.528-749-45.696 319.872 278.189 47.509-636-45.054 270.324 423.396 57.873-525-39.365 196.825 488.001 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.6

26、00 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.86563647.190 283.140 486.515 177.27574950.925 356.475 385.034

27、185.80286446.416 371.328 195.314 193.47298131.248 281.232 41.854 202.1341010021.340 213.400 9.718 總和133.737077055.264 3381.886 7350.835 修正值0.767 修正后132.971 計算公式 計算結果1227.318 0.842 1.918 660304.769 22618.521 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩

28、函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方 （m3）02.536-10100-25.360 253.600 16.310 13.413-981-30.717 276.453 39.757 25.524 -864-44.192 353.536 168.563 37.011 -749-49.077 343.539 344.620 47.745-636-46.470 278.820 464.584 57.892 -525-39.460 197.300 491.543 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.

29、100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.8963647.340 284.040 491.169

30、177.43274952.024 364.168 410.504 186.09286448.736 389.888 226.089 193.65798132.913 296.217 48.907 202.2121010022.120 221.200 10.823 總和140.40407707.357 3930.261 7643.258 修正值2.374 修正后138.030 計算公式 計算結果1274.017 0.874 0.246 772543.840 23518.304 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=

31、196.5826m3橫剖面站號水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方 （m3）06.621-10100-66.210 662.100 290.249 14.663-981-41.967 377.703 101.390 26.287-864-50.296 402.368 248.502 37.343 -749-51.401 359.807 395.932 47.848 -636-47.088 282.528 483.367 57.900 -525-39.500 197.500 493.039 67.900 -416-31.600 12

32、6.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 10 7.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.

33、039 167.963647.400 284.400 493.039 177.59174953.137 371.959 437.418 186.40486451.232 409.856 262.636 193.90998135.181 316.629 59.731 202.2091010022.090 220.900 10.779 總和147.6750770-47.922 4557.250 8206.473 修正值4.415 修正后143.260 計算公式 計算結果1322.290 0.907 -1.544 892724.752 25251.316 表 Aw,xF,IT,IL,CWP計算表水線

34、號1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3橫剖面站號水線半寬 （m）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù)面矩函數(shù)（）×（）慣矩函數(shù)（）×（）水線半寬立方 （m3）08.249-10100-82.490 824.900 561.311 15.802-981-52.218 469.962 195.314 26.914 -864-55.312 442.496 330.513 37.638 -749-53.466 374.262 445.594 47.887 -636-47.322 283.932 490.609 57.900 -525-39.50

35、0 197.500 493.039 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400

36、493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.963647.400 284.400 493.039 177.75874954.306 380.142 466.927 186.746 86453.968 431.744 307.000 194.27498138.466 346.194 78.073 202.0221010020.220 202.200 8.267 總和152.090770-76.448 4909.232 8800.077 修正值5.136 修正后146.955 計算公式 計算結果1356.390 0.930 -2.401 957251

37、.612 27077.837 表 ,，CB,TPC計算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5mw=1.025t/cm水線號Ti (m)Awi (m2)成對和自上至 下之和 i=w×() (t)LBTi 00853.55808.748969510.51016.3891869.9471869.947467.48675479.1739188729.170.64112175510.41798725211159.3432175.7324045.6791011.419751036.7052441458.340.69354180111.88326575321162.0942321.437636

38、7.1162172.138252226.4417062916.680.7447297111.9114635431197.7912359.8858727.0013352.080753435.8827694375.020.76618638312.27735775541227.3182425.10911152.114564.635254678.7511315833.360.78250532312.5800095651274.0172501.33513653.4455815.302755960.6853197291.70.79752358813.05867425761322.290 2596.3071

39、6249.7527113.456257291.2926568750.040.81296271213.5534725871356.390 2678.6818928.4328452.796258664.11615610208.380.82802523513.9029975表 xB計算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5m水線號Awi(m2)xFi(m)()×()成對和自上至下之和i(m3)0853.5583.2092739.06762211016.3892.8662912.9708745652.0384965652.038496467.486753.02256614521159.3

40、432.2312586.4942335499.46510711151.50361011.419752.75639851931162.0942.5572971.4743585557.96859116709.472192172.138253.84631875841197.7912.3532818.4022235789.87658122499.348783352.080753.35602726451227.3181.9182353.9959245172.39814727671.746924564.635253.03110165561274.0170.246313.4081822667.4041063

41、0339.151035815.302752.60856161271322.290 -1.544-2041.61576-1728.20757828610.943457113.456252.01104374981356.390 -2.401-3256.69239-5298.3081523312.63538452.796251.378989544表 KB（xB）計算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5m水線號i(m3)成對和自上至下之和di(m)zBi=()-() (m)01467.48675467.48675467.486750.250.50.2521011.419751478.90651946.393250.48110422310.518895777