船舶設(shè)計(jì)原理)(武漢理工大)

1、簡(jiǎn)答題1 .簡(jiǎn)述船型論證的一般步驟 重量、航速、動(dòng)力裝置；3.船型方案的技術(shù)、運(yùn)營、經(jīng)濟(jì)型的計(jì)算；最正確船型；5.敏感性分析；6.提出建議方案編制設(shè)計(jì)任務(wù)書。2 .簡(jiǎn)述載重型船舶確定主要要素的步驟 方法：載重量系數(shù)法，諾曼系數(shù)法按母船型比例重量校核，艙容最小干舷校核，穩(wěn)性和橫搖周期校核，航速校核3 .簡(jiǎn)述平行中體的作用于適用范圍 有利于改善形狀阻力；3.簡(jiǎn)化工藝降低建造成本。適用范圍：Fr較 低4 .簡(jiǎn)述雙層底的作用：1.保護(hù)內(nèi)底，可提高船體縱向強(qiáng)度和抗沉性，保證船舶船底觸礁和擱淺時(shí)不沉；5 .可作為淡水、燃油、壓6 .簡(jiǎn)述縱傾調(diào)整方法和途徑7 .簡(jiǎn)述采用網(wǎng)格法變俏發(fā)/參數(shù)分析法優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的

2、思路及特點(diǎn)：思路：系統(tǒng)的改變對(duì)設(shè)計(jì)船的主 要性能有顯著的影響的 船舶要素，組合成假設(shè)干尺寸方案，對(duì)每組方案都進(jìn)行各項(xiàng)性能計(jì)算，然后再每 組方案中比較優(yōu)選。特點(diǎn)： 較大；2.參數(shù)變值范圍不能過?。?.選用的方法與各種近似的公式應(yīng)比較準(zhǔn)8 .簡(jiǎn)述布置地位型船確定主要要素的步驟 確實(shí)定；4.性能的校核；5.綜合確定合理的主尺寸。9 .簡(jiǎn)述船舶總布置的主要內(nèi)容選型與布置。10 簡(jiǎn)述船型論證中進(jìn)行敏感性的理由及常用的方法：為提高船型論證工作的可信度，降低投資者的決策風(fēng)險(xiǎn)通常要在確定性分析之后采用敏感性分析法進(jìn)行不確定性分析，以期對(duì)最優(yōu)方案作出更為確切的 估計(jì)和評(píng)價(jià)。方法：敏感性分析可分為初步 分析和詳細(xì)

3、分析兩個(gè)階段，初步分析是假定參與計(jì)算的各自 變量向不利方向和有利方向變化一定的幅度，分別分析它對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響程度和變化趨勢(shì)，在初步分析的基礎(chǔ)上再對(duì)那些敏感度大的自變量再進(jìn)行詳細(xì)的分析。11 .簡(jiǎn)述雙尾和雙尾鰭船型的好處：流線型，對(duì)減小阻力有利。另外尾部線型的縱向梯度減小，可防止 界層別離，從而降低粘壓阻力。Fr<0.2時(shí)，船的總阻力中絕大部分是摩擦阻力，該阻力與船的濕體面積成正比，而雙尾船型的濕外表積大，所以摩擦阻力大。雙尾船型為降低螺旋槳轉(zhuǎn)速提供了條件，在雙槳效率較高的基礎(chǔ)上通過降低轉(zhuǎn)數(shù)可進(jìn)一步提高螺旋槳的工作效率。12 .簡(jiǎn)述考慮排水量裕度的原因：在船舶設(shè)計(jì)中，為確保設(shè)計(jì)船的載重量

4、，防止船舶超重，通常在分部估 算wh wf, wm勺基礎(chǔ)上將LW預(yù)加一定的裕度，稱為排水量裕度排水量?jī)?chǔ)備）其原因有三1,估算誤 差，2,設(shè)備增加，3,采用代用設(shè)備和材料。排水量裕度取法：1.取空船重量LW的某一百分?jǐn)?shù)，一般 2%3% 2分項(xiàng)儲(chǔ)備。13 .簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)中選取船寬時(shí)應(yīng)考慮的因素：1主尺度的限制，船寬B受船閘寬的限制，橋孔，船臺(tái)船塢 寬。2穩(wěn)性和橫搖，船寬對(duì)穩(wěn)性影響最大。3總布置 船寬與總布置關(guān)系密切，加大 B增加倉容貨艙口 寬度加大有利于總布置。4快速性在排水量和船長(zhǎng)不變時(shí)加大船寬有利于降低方形系數(shù)有利于快速 性。5浮力和經(jīng)濟(jì)性，船寬正比于浮力，B對(duì)于經(jīng)濟(jì)性的影響小于船長(zhǎng)。14 .簡(jiǎn)述

5、裝載谷物的散貨船設(shè)置頂邊艙的作用：防止散貨向一側(cè)移動(dòng)使船傾斜，影響船的穩(wěn)性；使散貨堆 放于貨艙中央，便于用抓斗卸貨；頂邊艙和底邊艙可作為壓載水艙以改善船的適航性；上傾的底邊艙對(duì) 船舶的安全比其它的雙層底更可靠。15 .簡(jiǎn)述集裝箱船確定主要要素的過程：1.任務(wù)書分析、2.調(diào)查研究、3.確立設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、4.估取第一 近似值、5.性能校驗(yàn)、6.繪圖核算、7.主尺度選優(yōu)，主尺度選取時(shí)確認(rèn)載運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)箱的最低書目，標(biāo)準(zhǔn) 箱的尺寸及重量，確認(rèn)新船的裝箱行列層數(shù)等；調(diào)查研究-航線情況、集裝箱、船型、船舶負(fù)載率、船 價(jià)、經(jīng)濟(jì)性計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、航速、敏感性分析等。16 .簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)過程中保證快速性的措施：合適的主尺度

6、，系數(shù)。合適的節(jié)能的優(yōu)秀船型，推進(jìn)裝置。 采用低轉(zhuǎn)速，大直徑的螺旋槳，以提高敞水效率。減少附體阻力，如毗龍骨應(yīng)該隨流線方向設(shè)置， 其他附體都應(yīng)該與船體有良好的水動(dòng)力配合減小迎風(fēng)面積，減小空氣阻力。17 .簡(jiǎn)述船舶空載航行時(shí)保證必要的首尾吃水的理由：主要是為了保重螺旋槳有一定的沉深，防止飛車，空轉(zhuǎn)。通?？梢燥L(fēng)暴艙壓水，首尾尖艙壓水。18 .簡(jiǎn)述橫剖面面積曲線的特征：曲線面積等于船體水下排水體積。曲線的形狀表示排水體積沿船長(zhǎng) 的分布情況。曲線面積的飽滿度系數(shù)也就是船的棱形系數(shù)CR面積形心的縱向位置等于船浮心的縱向位置XR曲線的形狀對(duì)摩擦阻力的影響不大，但對(duì)剩余阻力有相當(dāng)大的影響。19 .簡(jiǎn)述尾機(jī)型

7、的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：使中部方整船體用于裝載貨物，便于裝貨理貨；裝載散裝貨物時(shí)易于 清艙且有利于貨艙口的布置與船體空間的利用，還可以提高裝卸效率，這對(duì)貨船的經(jīng)濟(jì)性非常有 禾I；縮短軸系長(zhǎng)度，提高軸系效率，降低造價(jià)，且不需要設(shè)置軸隧而使艙容增加；有利于結(jié)構(gòu)的連 續(xù)性與經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于油船，尾機(jī)型的軸隧可不通過貨油艙，使貨油艙都相毗鄰設(shè)置，便于管路的布 置有利于防火安全。缺點(diǎn)：浮態(tài)調(diào)整比較困難，因機(jī)艙的單位體積重量比貨物輕，船滿載時(shí)重心偏 前，易出現(xiàn)首傾；而在壓載航行時(shí)易出現(xiàn)尾傾。止匕外，適居性差，因?yàn)樯辖ㄔ跈C(jī)艙的上面，尾部的振動(dòng)縱搖與升沉運(yùn)動(dòng)幅值及加速度大，使船員易感到不舒適。措施：與輪機(jī)人員協(xié)商，盡量縮

8、短機(jī)艙 長(zhǎng)度，將船體型線的浮心縱向位置前移，不得以在船首防撞艙設(shè)置隔離空艙；協(xié)調(diào)主機(jī)缸數(shù)與螺旋 槳葉數(shù)之間的關(guān)系，注意主機(jī)減振，優(yōu)化尾部線型以減小尾部振動(dòng)；尾部橫剖面去接近U型適當(dāng)增大尾舷弧或采用尾升高甲板以改善機(jī)艙布置。20 .船舶初穩(wěn)性上限值和下限值是從哪些方面考慮的 ：需考慮船的主尺度B、T、D和船型系數(shù)Cb> Cwp 等。假設(shè)GMt小，將造成大傾角穩(wěn)性不能滿足要求，破損后的穩(wěn)性也無法保證，且船受外力作用后 回復(fù)很慢，小船稍遇外力即傾斜，人員有不安全感；假設(shè)GMS大，將使船的橫搖固有周期變短，不僅影響船的安全性，也使船上作業(yè)困難，儀表易出故障，貨物易受損，更易使乘員暈船或感到不舒

9、服。選取合適的型寬B及比值B/T,方形系數(shù)Cb),水線面系數(shù)Cw環(huán)口型深D等參數(shù)。在設(shè)計(jì)初始階 段，GMfi主要參考相近的型船選取 B/T,或者把GMS作為選取B的主要參考因素。上限值是從船舶 橫搖緩和性上考慮的，下限值則是從船舶的安全性角度和使用要求考慮的。21 .簡(jiǎn)述初步設(shè)計(jì)完成后船價(jià)的估算方法：1.整船概算法，在缺少資料，且對(duì)估算精度要求不高的情況 下，可根據(jù)載重量或者排水量等，參考有關(guān)船型資料進(jìn)行估算。2.分部估算法 將船體分為船體鋼材、 木作曬裝、機(jī)電設(shè)備三大部分，各部分造價(jià)均根據(jù)其重量乘以每噸單價(jià)估算值。此外還應(yīng)增加第四項(xiàng) 費(fèi)用即間接費(fèi)用，包括設(shè)計(jì)、驗(yàn)船、船臺(tái)工程、下水、是呀、利潤

10、、稅收等各項(xiàng)。21簡(jiǎn)述型深對(duì)安全性的影響： 容積。型深D與艙容等要求的關(guān)系極大，包括貨艙容積、船主體內(nèi)的 甲板分層和雙層底高度等。對(duì)小型船舶，D的選擇更受機(jī)艙高度要求的影響。 抗沉性。F加大，浮 力儲(chǔ)備增加，對(duì)抗沉性有利。 穩(wěn)性。F增加，通常使船的大傾角穩(wěn)性提高；但由于 D的增加將導(dǎo)致船的重心升高，是初穩(wěn)性值降低。 耐波性。F增加，對(duì)改善耐波性有利，特別是減少甲板上浪， 保持甲板干燥等有重要意義。 造價(jià)。從船體重量角度，加大D有利于提高船體的總縱強(qiáng)度和剛度， 對(duì)于大型船舶船體重量一般不會(huì)由此而增加，又是甚至有所下降。小型船舶的船體重量將隨D的加大而增加。 限制因素。內(nèi)河船舶的型深 D與上層建筑

11、的總高度要考慮過橋等因素的影響。對(duì)于載重型船，積載因數(shù)C小重貨船的D按載重線標(biāo)準(zhǔn)要求確定；積載因數(shù) C的輕貨船按艙容確定。對(duì) 于容積型船，選擇D主要取決于上甲板一下各層甲板間高度和艙室高度的要求。對(duì)有抗沉性要求的船 舶，確定D要注意有足夠的干舷值。22 .簡(jiǎn)述型線設(shè)計(jì)中采用改造母型法的好處及其具體的改造內(nèi)容：好處：改造方法簡(jiǎn)便，由改造母型船的方法得到的新船型型線，克保持母型船的型線特征，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)船的阻力，推進(jìn)等性能更容易滿足 要求。改造內(nèi)容：主尺度改造，橫剖面面積曲線的改造：浮心縱坐標(biāo)改造；及其他參數(shù)的改造。23 .簡(jiǎn)述調(diào)整浮態(tài)的方法：1.改變?nèi)加团摗⒌摰牟季郑?.調(diào)整機(jī)艙位置；3.改變

12、浮心縱向位置；4.壓 載狀態(tài)的浮態(tài)調(diào)整。24 .簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)過程中保證快速性的措施：選取合適的尺度系數(shù)：選擇合適的優(yōu)秀的節(jié)能船型和節(jié)能動(dòng)力 裝置；對(duì)于高速小艇，應(yīng)盡量減小排水量；采用大直徑，低轉(zhuǎn)速螺旋槳，一獲得較高的敞水效率；減 小附體阻力，附體應(yīng)與船體有良好的配合。25 .簡(jiǎn)述平行中體的作用與適應(yīng)范圍：在Fr較低(Fr <0.24)時(shí)，采用一段平行中體，對(duì)于前體，可使進(jìn) 流段(Le型線尖瘦些，降低興波阻力；對(duì)于后體，可削瘦去流段 (Lr)的船體型線，有利于改善形狀阻 力。在實(shí)用上，平行中體一段的橫剖面形狀完全相同，使得中部的船艙方整，便于裝卸貨物。設(shè)置平 行中體還可簡(jiǎn)化工藝和降低建造成本。

13、總之，適當(dāng)采用平行中體不但在經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性上有利，在阻 力性能上也是有利的。平行中體長(zhǎng)度的選取，一般是取不使阻力性能惡化的最大長(zhǎng)度。26 .球鼻£首：答球鼻£首的廣泛引用獲得較為滿意的減阻效果，但也有工藝復(fù)雜，成本高，錨泊設(shè)備操作困 難等，不同速和形狀的船舶，具球鼻艄減阻機(jī)理不同，1減小興波阻力，F(xiàn)r在+0.270.34之間的中高速 船。2減小毗渦阻力，肥大型船舶首部產(chǎn)生的漩渦，埋首現(xiàn)象增加阻力，1球鼻脂可以整流。3減小破波 阻力。名詞解釋1. IMO: 國際海事組織2. SOLAS: 海上人民安全公約客船分艙因數(shù)F=0.3 ，則該船破2 艙不沉F=0.58 ，破1 艙不沉

14、 。4. 船舶耐波性 ：是指船舶在風(fēng)浪中遭受外力擾動(dòng)而產(chǎn)生各種搖擺運(yùn)動(dòng)，以及抨擊、上浪、失速、飛車等時(shí)，仍能維持一定的航速在水面上安全航行的性能。5. 自持力續(xù)航力 ：船上所帶的淡水和食品等能提供人員在海上維持的天數(shù)。 （ 在規(guī)定的主機(jī)功率和航速下，船上的燃油可供船舶連續(xù)航行的距離或航行時(shí)間。 ）6. 型容積利用系數(shù) ：艙內(nèi)凈容積與型容積之比成為折扣系數(shù)。7. 干舷 ：船舶浮于靜水面時(shí)，自水面至露天甲板上外表舷邊處的垂直距離。8. 凈現(xiàn)值 ：船舶在使用期內(nèi)還付本息后的利潤的總現(xiàn)值。9. 船舶主要要素 ：船舶的排水量、主要尺寸船長(zhǎng)、船寬、型深、吃水以及船型系數(shù)方形系數(shù)、棱形系數(shù)、水線面系數(shù)、中剖

15、面系數(shù)統(tǒng)稱為船舶主要要素。10. 安全限界線：船側(cè)由艙壁甲板上外表以下至少76mmt所繪制的線。11. 抗沉性 ：船舶在破一艙或數(shù)艙破損進(jìn)水后，仍能保證一定浮性和穩(wěn)性的能力。12. 單位運(yùn)輸成本 ：船舶完成單位運(yùn)量所付出的成本。13. 變吃水船：在一般情況下，裝載至滿載吃水設(shè)計(jì)吃水；又可在載重貨物時(shí)，吃水到達(dá)tmax,根據(jù) 這種要求設(shè)計(jì)的船就稱變吃水船。14. 艙容要素曲線： 各液體艙的容積和容積型心隨液面高度變化的曲線， 即艙容要素曲線。 艙容要素曲線根據(jù)艙柜布置圖、肋骨型線圖及有關(guān)的結(jié)構(gòu)圖經(jīng)過計(jì)算后繪成。15. 載重量 ：包括貨物、燃料、儲(chǔ)備品、船員和乘客的船舶裝載總重量。16. 布置地位

16、型船： 又稱容積型船， 是指為布置各種用途的艙室， 設(shè)備等需要較大的艙容及甲板面積的一類船舶。17. 船舶總噸位 ：量計(jì)除“免除處所”意外的全船所有“圍蔽處所”所得的噸位。 凈噸位：總噸位減除船員艙室和機(jī)艙等非營利容積后的容積 。3 =100立方尺18. 破艙穩(wěn)性 ： 破艙穩(wěn)性是指船舶在一艙或者相鄰多艙破損浸水后， 仍能保持一定浮性和穩(wěn)性， 使得船舶 不至于沉沒或者延緩沉沒的時(shí)間，確保人員和貨物安全的性能。19. 總布置設(shè)計(jì)： 是以滿足船東提出的使用要求和航行性能為前題， 合理整體確實(shí)定新船的整體布置工作。20. 積載因數(shù) ：每噸貨物裝船是所占據(jù)的貨倉容積。21. 大傾角穩(wěn)性 ：船在外力，橫傾

17、角超過1015 度時(shí)的穩(wěn)性，它涉及到船在航行中能抗多大的風(fēng)浪或橫傾力矩不顛覆。22. 投資歸還期：由投資，預(yù)定的收益率，年度收益求得的投資歸還時(shí)間。23. 型容積 ：是指型線圖計(jì)算所得的倉內(nèi)容積。24. 最小干舷船：貨船運(yùn)載積載因數(shù)小的貨物重貨可按載重線標(biāo)準(zhǔn)來決定最小干舷，從而確定型深D.這種船成為最小干舷船。具型深滿足容積要求，也滿足最小干舷。25. 富裕干舷船：當(dāng)設(shè)計(jì)積載因數(shù)較大的貨船時(shí)，按載重線求得的最小干舷F,所決定的型深D,往往不能滿足貨倉容積的要求，D需要根據(jù)倉容決定，即D> Fx+T .船的實(shí)際干舷大于最小干舷，這是富裕干線船。26. 橫剖面面積曲線 ：船長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，設(shè)計(jì)水

18、線以下各橫剖面面積為豎向坐標(biāo)所繪制的曲線。1. 積載因數(shù)Uc：對(duì)于干貨船，通常用其表征貨物所需的容積，即每噸貨所要求的貨艙容積數(shù)，單位是T/m3。2. 甲板淹濕性 ：是指在波浪中的縱搖和垂蕩異常激烈時(shí)，在船首柱處，船與波浪相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幅值大于船首柱處的干舷，波浪涌上甲板的現(xiàn)象。3. 最小干舷：對(duì)海船來說，就是根據(jù)海船載重線標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定計(jì)算得的Fmin值，它是從保證船的安全性出發(fā)，為限制船舶在營運(yùn)過程中的最大吃水而提出的要求，是從減小甲板上浪和保證儲(chǔ)備浮力兩方面考慮的。4. 最小干舷船 ：對(duì)于貨船，如運(yùn)載積載因數(shù)小的重貨煤、礦石等 ，可按載重線標(biāo)準(zhǔn)來決定最小干舷，從而可確定船的型深D,這種船稱為

19、最小干舷船，其 D即符合最小干弦的要求，也滿足容積的要求。5. 凈容積 ：扣除骨架，護(hù)條等占用的空間后，所剩余的有效裝載容積6. 操縱性包括以下內(nèi)容: ；航線穩(wěn)定性，回轉(zhuǎn)性，轉(zhuǎn)首性7. 橫剖面積曲線 ： 面積等于排水體積， 飽滿度系數(shù)等于棱形系數(shù)， 面積的形心橫坐標(biāo)等于浮心縱向位置， 最大縱坐標(biāo)值等于最大橫剖面面積。8. 球鼻首可以減小: 興波阻力，舭渦阻力，破波阻力。渦尾的五種作用：形成假尾，消減尾浪，提高推進(jìn)效率，回收螺旋槳尾流中的旋轉(zhuǎn)能量，消減振動(dòng)。9. 平頭渦尾船型首部設(shè)計(jì)參數(shù): 縱流角，首壓浪長(zhǎng)度。雙尾船型的線型以中央隧道的縱剖面形狀和尾軸間距作為主要參數(shù)。10. 隧道型船尾 為了增

20、大螺旋槳直徑，獲得較高的敞水效率。11. 反應(yīng)鰭節(jié)能機(jī)理是形成和螺旋槳尾流方向相反的預(yù)旋流，減小了螺旋槳尾流旋轉(zhuǎn)能量損失的作用。12. 經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng) : 綜合船長(zhǎng) L 對(duì)船價(jià)和燃料開支的不同影響， 民用運(yùn)輸船從船舶經(jīng)濟(jì)性角度常選取一個(gè)最有利的船長(zhǎng)稱為經(jīng)濟(jì)船長(zhǎng)13. 舷弧線 ：甲板邊線在中縱剖面的投影線。脊弧線：甲板面與中縱剖面的交線。14. 最正確縱傾節(jié)能 ：船舶利用壓載水艙調(diào)整縱傾，使船舶處于最正確狀態(tài)下航行，從而到達(dá)節(jié)能的目 的。15. 船舶設(shè)計(jì)階段為什么通常都要加排水量裕度？ 在什么情況下有的船需加固定壓載？在一般貨船上加固定壓載是否合理？加排水量裕度是：估算誤差，設(shè)備增加，采用代用品；加固

21、定壓載的情況是，需要降低重心以提高穩(wěn)性，增加重量以加大吃水，或者需要調(diào)整浮態(tài)時(shí)。不合理，貨船加固定壓載會(huì)影響船的載貨量，影響經(jīng)濟(jì)效益。16. 載重型船舶與容積型船舶各自的特點(diǎn)是什么？ 載重型船的載重量占排水量比例較大，設(shè)計(jì)時(shí)首先要使船能夠滿足載重量要求，即確定船的主尺度時(shí)應(yīng)首先從重量與浮力平衡入手。容積型船為布置各種用途的艙室、設(shè)備等，需要較大的艙容及甲板面積，這類船的主尺度確實(shí)定，主要取決于船主體的容積及甲板面積的需要，二者設(shè)計(jì)時(shí)的入手點(diǎn)不同。17. 如何保證船舶有足夠的穩(wěn)性選取GM應(yīng)考慮的因素有哪些？為什么GMfi不能太小，也不宜過大？需考慮船的主尺度B、T、D和船型系數(shù)Cb> Cw

22、再。假設(shè)GMt小，將造成大傾角穩(wěn)性不能滿足要求，破損 后的穩(wěn)性也無法保證，且船受外力作用后回復(fù)很慢，小船稍遇外力即傾斜，人員有不安全感；假設(shè)GMS 大，將使船的橫搖固有周期變短，不僅影響船的安全性，也使船上作業(yè)困難，儀表易出故障，貨物易受損，更易使乘員暈船或感到不舒服。18. 設(shè)計(jì)中控制GM勺主要措施是什么？選 取合適的型寬B及比值B/T,方形系數(shù)Cb,水線面系數(shù)Cwpffi 型深D等參數(shù)。在設(shè)計(jì)初始階段，GMfi主要參考相近的型船選取 B/T,或者把GM值作為選取B的主要 參考因素。19、選擇棱形系數(shù)Cp應(yīng)考慮哪些因素？為什么低速運(yùn)輸船不是從阻力上最正確出發(fā)考慮C的選取？1阻力方面。2經(jīng)濟(jì)性。3總布置。4建造工藝。5與Cb,Cm勺配合。低速船一般屬于民用船，我們主要 從考慮使用性和經(jīng)濟(jì)性考慮，兼顧快速性，因?yàn)槿P較大時(shí)，阻力增加不大，但是可以得到較大的排水量，提高船舶的經(jīng)濟(jì)效益。一般我們都有