340TEU三峽新通道集裝箱船方案設(shè)計(jì)

武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）350TEU三峽新通道集裝箱船方案設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：交通學(xué)院專業(yè)班級：船海1201班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密囗，在年解密后適用本授權(quán)書2、不保密囗。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選擇的題目是《350TEU三峽航運(yùn)新通道集裝箱船設(shè)計(jì)方案》，主要是根據(jù)優(yōu)良的母型船來進(jìn)行改造，結(jié)合在學(xué)校中學(xué)習(xí)到的知識，靈活地將其運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,完成新船的船體部分設(shè)計(jì)工作。全文共分為7個(gè)部分來進(jìn)行闡述，主要內(nèi)容包括：船舶主尺度確定及優(yōu)化、船體型線設(shè)計(jì)、船體總布置設(shè)計(jì)、快速性預(yù)報(bào)、穩(wěn)性校核、干舷計(jì)算、噸位丈量七部分。船舶主要要素的確定是通過優(yōu)秀母型船換算得到。船體型線設(shè)計(jì)是通過“1-Cp”法和遷移法對母型船進(jìn)行型線改造，做到三向光順、協(xié)調(diào)、一致，并對母型船艏艉部進(jìn)行自行設(shè)計(jì)?？偛贾迷O(shè)計(jì)是以經(jīng)濟(jì)效益為要點(diǎn)，人性化地進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。穩(wěn)性校核：浮態(tài)核算與調(diào)整，是使船舶在各種載況下航行時(shí)都能有良好浮態(tài)。螺旋槳設(shè)計(jì)是求得最佳的螺旋槳要素并使其滿足各項(xiàng)要求。船舶的完整穩(wěn)性是保證船舶在各種惡劣海況下航行而不致船舶傾覆。干舷計(jì)算是保證船舶有足夠的干舷，噸位計(jì)算的結(jié)果將作為船舶經(jīng)濟(jì)性估算依據(jù)。關(guān)鍵詞：三峽新通道；集裝箱船；350TEU；設(shè)計(jì)方案AbstractThetopicofmygraduationdesignis350TEUcontainershipdesignofthenewchanneloftheThreeGorges.TheshipismainlyreformedbasedonthesuperiorparentshipswiththeknowledgeIhavelearnedinuniversity,whichrequiresmetoapplyittothepracticalprocesstocompletethedesignwork.Thereis7partstobeelaborated,themaincontentsinclude:determinationandoptimizationofthemaindimensionsoftheship,shiplinesdesign,generalarrangementdesign,propellerdesign,calculationofstability,calculationoffreeboardandtonnagemeasurement.Themainelementsoftheshiparemainlyconsideredfromexcellentparentship.Theshiplinesarereformedfromsuperiorparentshipwith“1-Cp”methodandmigrationmethodtomakethreedimensionssmooth,harmoniousandconsistent.Generalarrangementdesignistomeettherequirementsofbothcontainersandpeopleontheship.Stabilitycheckistoaccountandadjustthefloatingstateandmakesurethattheshiphasagoodfloatingstateundervariousloadingconditions.Propellerdesignistoobtainthebestelementsofthepropellerandmakeitmeettherequirements.Intactstabilityofshipensuresthattheshipisabletosailwithconditionwithoutshipcapsized.Thefreeboardcalculationsistoensurethattheshiphassufficientfreeboard.Theresultsoftonnagecalculationisthebasisofeconomicestimation.KeyWords:NewchanneloftheThreeGorges;Containership;350TEU;Design

目錄第1章緒論 [18]。計(jì)算過程見表7.1，有效功率曲線見圖7.1。表7.1艾亞法計(jì)算有效功率（續(xù)表7.1）圖7.1有效功率曲線7.6初步設(shè)計(jì)已知轉(zhuǎn)速V、有效馬力Pe，根據(jù)選定的螺旋槳直徑D，確定最佳轉(zhuǎn)速N、敞水效率η0、螺距比P/D和主機(jī)馬力Ps，并校核主機(jī)馬力以及選擇齒輪箱。根據(jù)大量母型船數(shù)據(jù)選定的伴流分?jǐn)?shù)、推力減額、軸系效率、相對旋轉(zhuǎn)效率見表7.2。查詢MAU圖譜，見表7.3。表7.2相關(guān)參數(shù)表7.3查詢MAU圖譜根據(jù)有效功率曲線查得：v=18km/h時(shí)，Pe=569.6kW=775hp。根據(jù)總有效推馬力曲線與規(guī)定航速下的船舶有效馬力曲線的平衡，插值確定最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速。作圖過程如圖7.2，結(jié)果見表7.4。圖7.2初步設(shè)計(jì)插值表7.4最佳參數(shù)匯總主尺度確定階段選取的主機(jī)功率=510kW=693.9hp，若選取減速比為5的齒輪箱，則轉(zhuǎn)速為300r/min，從圖中可以看出，Ps至少需要900hp，不合理。綜合考慮，應(yīng)選取減速比為6的齒輪箱，此時(shí)轉(zhuǎn)速為250r/min，Ps選693.9hp是合理的。主機(jī)輸出傳遞能力為510/1500=0.34kW/(r/min)，應(yīng)選用傳遞能力比之稍大的齒輪箱，故選用減速比為6的齒輪箱，型號為GWC30.32，傳遞能力為0.5kW/(r/min)。7.7終結(jié)設(shè)計(jì)已知主機(jī)馬力Ps、轉(zhuǎn)速N和有效馬力曲線，確定可達(dá)到的最高航速V、螺旋槳直徑D、螺距比P/D及敞水效率查詢MAU圖譜，結(jié)果見表7.5。表7.5查詢MAU圖譜7.8空泡校核設(shè)計(jì)螺旋槳時(shí)應(yīng)考慮其是否發(fā)生空泡或空泡的發(fā)展程度，故需進(jìn)行空泡現(xiàn)象的預(yù)測，一旦槳葉上出現(xiàn)空泡，會(huì)導(dǎo)致槳葉表面材料剝蝕，或使螺旋槳性能惡化，因而避免槳葉上出現(xiàn)空泡乃是螺旋槳設(shè)計(jì)中所需考慮的重要環(huán)節(jié)之一，本船采用伯利爾限界線對設(shè)計(jì)螺旋槳進(jìn)行空泡校核。已知參數(shù)：表7.7已知參數(shù)根據(jù)伯利爾限界線，計(jì)算各情況下不發(fā)生空泡的最小盤面比，過程如下：表7.8空泡校核根據(jù)空泡校核結(jié)果，作圖求出不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應(yīng)的螺旋槳最佳要素，作圖過程如下：圖7.4空泡校核插值螺旋槳最佳要素如下：表7.9最佳要素匯總可達(dá)航速Vmax=18.097km/h。

第8章穩(wěn)性校核8.1概述本章內(nèi)容主要根據(jù)法規(guī)第5篇第8章相關(guān)規(guī)定進(jìn)行校核計(jì)算。首先應(yīng)計(jì)算液體艙的艙容要素，然后根據(jù)法規(guī)要求對所需計(jì)算的各典型載況進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，最后進(jìn)行穩(wěn)性校核計(jì)算。8.2艙容要素精確計(jì)算各液體艙的艙容、容積形心垂向和縱向坐標(biāo)、自由液面慣性矩隨液面高度變化的曲線。本船液體艙包括：燃油艙、滑油艙、淡水柜、艏壓載水艙、尾尖艙、各底壓載水艙和各側(cè)壓載水艙。其中，燃油艙、滑油艙和淡水柜為規(guī)則艙，視為長方體計(jì)算，艏壓載水艙為不規(guī)則艙，而其他壓載水艙則等效為規(guī)則艙近似計(jì)算。8.2.1規(guī)則艙規(guī)則艙視為長方體計(jì)算，所以艙容要素與液面高度成線型關(guān)系。8.2.1.1燃油艙燃油艙尺寸：1.8m×4.107m×4.584m；容積折扣系數(shù)k=0.98；共2個(gè)。表8.1單個(gè)燃油艙艙容要素8.2.1.2滑油艙滑油艙尺寸：1.8m×0.806m×4.584m；容積折扣系數(shù)k=0.98。表8.2滑油艙艙容要素8.2.1.3淡水柜淡水柜尺寸：2m×1.6m×2m；容積折扣系數(shù)k=0.98。表8.3淡水柜艙容要素8.2.2等效規(guī)則艙將近似規(guī)則的艙等效為規(guī)則艙計(jì)算。8.2.2.1底壓載水艙下面以第一底壓載水艙為例，其他底壓載水艙的艙容要素除了形心縱向坐標(biāo)以外與第一底壓載水艙相同。底壓載水艙等效尺寸：13.8m×7.62m×0.9m；容積折扣系數(shù)k=0.98；共2個(gè)。表8.4單個(gè)第一底壓載水艙艙容要素第二底壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為8.8m，第三底壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為-5m，第二底壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為-18.8m。8.2.2.2側(cè)壓載水艙下面以第一側(cè)壓載水艙為例，其他側(cè)壓載水艙的艙容要素除了形心縱向坐標(biāo)以外與第一側(cè)壓載水艙相同。側(cè)載水艙等效尺寸：13.8m×1.779m×4.5m；容積折扣系數(shù)k=0.98；共2個(gè)。表8.4單個(gè)第一側(cè)壓載水艙艙容要素（續(xù)表8.4）第二側(cè)壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為22.6m，第三側(cè)壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為8.8m，第四側(cè)壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為-5m，第五側(cè)壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為-18.8m，第六側(cè)壓載水艙的形心縱向坐標(biāo)為-32.5m。8.2.3不規(guī)則艙不規(guī)則艙艙容要素用積分方法計(jì)算，同時(shí)運(yùn)用縱向積分法和垂向積分法。(1)按艏壓載水艙所跨肋位選取5個(gè)截面，根據(jù)半寬水線圖畫出橫截面圖：圖8.1艏尖艙橫截面圖(2)利用cad軟件對各吃水下各橫截面面積進(jìn)行測量，結(jié)果見下表：表8.5各吃水下艏壓載水艙橫截面面積(3)以船長方向?yàn)闄M坐標(biāo)，分別畫出各吃水下的橫截面面積曲線，測量其面積即為首壓載艙液體體積，測量其形心橫坐標(biāo)即為首壓載艙內(nèi)液體的形心縱坐標(biāo)。(4)根據(jù)首壓載水艙橫截面圖，讀型值畫出首壓載水艙備水線的半寬水線圖，如下圖：圖8.2首壓載水艙半寬水線圖(5)利用cad軟件對各吃水下水線面面積、進(jìn)行測量，結(jié)果如下：表8.6艏尖艙水線面面積(6)以船深方向?yàn)闄M坐標(biāo)，分別畫出各吃水下的水線面面積曲線，測量其面積即為首壓載艙液體體積，測量其形心橫坐標(biāo)即為首壓載艙內(nèi)液體的形心垂向坐標(biāo)，同時(shí)測量水線面的液面慣性矩，結(jié)果如下：表8.7兩個(gè)首壓載水艙總艙容要素039.08588.598139.5972個(gè)首壓載水艙艙容要素曲線如下圖：圖8.2艏尖艙艙容要素曲線8.3浮態(tài)調(diào)整浮態(tài)調(diào)整（也稱為縱傾調(diào)整）的目的是保證船舶在各種載況下均有適當(dāng)?shù)母B(tài)。船的浮態(tài)是以首、尾吃水來表示的，首、尾垂線處的吃水差稱為船的縱傾值。浮態(tài)調(diào)整工作首先要計(jì)算出船在各種裝載情況下的浮態(tài)，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析各載況的浮態(tài)是否符合要求，如不滿意，則需調(diào)整總布置，即改變各部分重量的縱向分布，進(jìn)行浮態(tài)調(diào)整，直至滿意為止?？偛贾玫脑O(shè)計(jì)中，浮態(tài)僅是許多考慮因素中的一個(gè)，為調(diào)整浮態(tài)而修改總布置時(shí)必須注意對其他各方面因素的影響。也就是說，這種調(diào)整是在可能的范圍內(nèi)進(jìn)行的。必要時(shí)也可以通過修改型線，即改變浮心縱向位置的方法來滿足浮態(tài)的要求。浮態(tài)要求主要包括：(1)螺旋槳不至因超吃水或縱傾而增加擱淺與觸礁的危險(xiǎn)性；(2)螺旋槳有一定的沉深，不至于在縱搖和垂蕩運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生飛車現(xiàn)象而影響推進(jìn)效率；(3)在A級航區(qū)（例如長江口），應(yīng)有一定的首吃水，船首在縱搖、垂蕩中不至于出水或產(chǎn)生抨擊現(xiàn)象；(4)船舶具有良好的航向穩(wěn)定性和操縱性；(5)載荷和浮態(tài)的變化不至于對船舶強(qiáng)度造成危害。8.3.1典型載況重量重心估算以下各部分重量和重心位置見第4章。(1)滿載出港表8.8滿載出港船舶重量重心估算(2)滿載出港表8.9滿載到港船舶重量重心估算（續(xù)表8.9）(3)壓載出港表8.10壓載出港船舶重量重心估算(4)壓載到港表8.11壓載到港船舶重量重心估算8.4初穩(wěn)性計(jì)算8.4.1靜水力曲線根據(jù)型線設(shè)計(jì)階段stab軟件的計(jì)算結(jié)果，繪制出船舶的靜水力曲線圖，以便為后續(xù)工作提供資料。繪制靜水力曲線圖如下：圖8.3靜水力曲線圖8.4.2典型載況初穩(wěn)性計(jì)算由各載況排水量可從靜水力曲線查得各參數(shù)值，并進(jìn)行初穩(wěn)性計(jì)算，過程如下：表8.12典型載況初穩(wěn)性校核8.5大傾角穩(wěn)性為計(jì)算方便，現(xiàn)再取5條計(jì)算水線：1m、2m、3m、4m、5m，再次進(jìn)行stab計(jì)算并保存結(jié)果。8.5.1穩(wěn)性插值曲線根據(jù)stab軟件的計(jì)算結(jié)果，繪制出船舶的穩(wěn)性插值曲線，以便為后續(xù)工作提供資料。繪制穩(wěn)性插值曲線如下：圖8.4穩(wěn)性插值曲線8.5.2橫搖角船舶橫搖角參照法規(guī)第五篇第八章8.2.4節(jié)相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。法規(guī)相關(guān)要求：8.2.4.1航行于A級或B級航區(qū)的船舶，應(yīng)考慮被浪對船舶橫搖的影響對圓舭形船舶，橫搖角θ1按下式計(jì)算：θ1=11.75*C1*C4*C2C3其中：C1、C2、C3、C4一一分別按本節(jié)8.2.4.2至8.2.4.7計(jì)算所得的系數(shù),其他具體參數(shù)選擇參照法規(guī)規(guī)定進(jìn)行選取。橫搖角計(jì)算過程列表如下：表8.13橫搖角計(jì)算單位滿載出港滿載到港壓載出港壓載到港GM0m0.7910.7946.9327.560Bsm16.20016.20016.20016.200dm4.6004.5712.6002.403自搖周期s14.50614.5086.0686.021C1(查表)0.0810.0810.1580.155Zgm6.4876.4982.8422.811C2o0.5770.5800.4940.514C20.5770.5800.4940.514f(查表)0.0030.0030.0050.005C30.0120.0120.0200.021C41.0001.0001.0001.000橫搖角度6.5696.5719.1728.9228.5.3進(jìn)水角和極限靜傾角船舶進(jìn)水角參照法規(guī)第五篇第八章8.2.7.4相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算，船舶極限靜傾角參照8.3.1.1相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。法規(guī)相關(guān)要求：8.2.7.4計(jì)算復(fù)原力臂曲線時(shí)，應(yīng)計(jì)及進(jìn)水角開口的影響:（1）船舶橫傾至舷外水能從未封閉開口處進(jìn)入船體內(nèi)部時(shí)的最小橫傾角稱為進(jìn)水角θj；（2）雖有風(fēng)雨密裝置，但航行中不能保持關(guān)閉的開口，亦應(yīng)視作進(jìn)水角開口；（3）在航行中能封閉的舷窗以及露天甲板上的空氣管和水不能太量流入的小開口等，可不視作進(jìn)水角開口；（4）當(dāng)以干舷甲板上的艙口圍板和艙室及艙棚門檻的頂緣作為進(jìn)水角開口時(shí)（客貨艙口圍板除外），若艙口圍板和艙室及艙棚門檻的高度大于本法規(guī)第4篇所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)高度，則只取標(biāo)準(zhǔn)高度計(jì)入。8.3.1.1船舶的極限靜傾角，應(yīng)為干舷甲板邊緣入水角或舭部中點(diǎn)出水角，取小者，如干舷甲板下設(shè)有活動(dòng)舷窗，極限靜傾角應(yīng)為舷窗下緣入水角。設(shè)有舷伸甲板的船舶，極限靜傾角應(yīng)為舷伸甲板邊緣入水角。根據(jù)法規(guī)要求，綜合總布置的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)船選擇艙口圍板的上端點(diǎn)作為進(jìn)水口計(jì)算點(diǎn)，并應(yīng)用下述方法對進(jìn)水角和極限靜傾角進(jìn)行計(jì)算。(1)首先，根據(jù)型線設(shè)計(jì)階段stab軟件的計(jì)算結(jié)果，繪制出船舶各吃水下船舶的排水量與橫傾角的關(guān)系曲線；表8.14不同橫傾角下各吃水下的排水量（續(xù)表8.14）(2)然后利用以下作圖方法量出各水線對應(yīng)進(jìn)水角、極限靜傾角，并列表統(tǒng)計(jì)：圖8.5進(jìn)水角測量圖8.6極限靜傾角測量表8.15各水線對應(yīng)進(jìn)水角和極限靜傾角305231317201027334(3)在船舶各吃水下船舶的排水量與橫傾角的關(guān)系曲線上依次作出進(jìn)水角、極限靜傾角隨排水量變化的曲線，并插值得出船舶各載況下對應(yīng)進(jìn)水角和極限靜傾角（與14°比較）。圖8.7各載況下進(jìn)水角和極限靜傾角測量圖表8.16各載況下船舶進(jìn)水角和極限靜傾角排水量進(jìn)水角靜傾角（入水）靜傾角（出水）極限靜傾角6868.62013.0006.10036.3006.1006812.60513.4006.30035.7006.3003486.00031.30020.30016.10014.0003429.98531.70020.30015.90014.0008.5.4靜穩(wěn)性計(jì)算8.5.4.1自由液面橫傾力矩根據(jù)法規(guī)第五篇第八章8.2.7.7、8.2.7.8以及附錄2的相關(guān)要求，將自由液面橫傾力矩計(jì)算過程列表如下：表8.17自由液面橫傾力矩側(cè)壓載水（單）110.47613.8001.7794.5001.0001.0000.8960.1760.80.395（續(xù)表8.17）K（查表）0.005橫傾力矩9.640K（查表）0.015橫傾力矩28.920K（查表）0.015橫傾力矩28.920K（查表）0.03057.8418.5.4.2靜穩(wěn)性臂計(jì)算根據(jù)法規(guī)第五篇第八章8.2.7的相關(guān)要求，考慮自由液面橫傾力矩對靜穩(wěn)性臂的修正，將各載況靜穩(wěn)性臂計(jì)算過程列表如下：(1)滿載出港表8.18滿載出港時(shí)船舶靜穩(wěn)性臂計(jì)算(2)滿載到港表8.19滿載到港時(shí)船舶靜穩(wěn)性臂計(jì)算（續(xù)表8.19）(3)壓載出港表8.20壓載出港時(shí)船舶靜穩(wěn)性臂計(jì)算(4)壓載到港表8.21壓載到港時(shí)船舶靜穩(wěn)性臂計(jì)算（續(xù)表8.21）8.5.5動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性臂可由靜穩(wěn)性臂通過積分來求得，本節(jié)采用梯形法進(jìn)行積分，詳細(xì)過程列表如下：表8.22滿載出港時(shí)船舶的動(dòng)穩(wěn)性臂計(jì)算橫傾角靜穩(wěn)性臂成對和自上而下和動(dòng)穩(wěn)性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0000.4630.4630.04020.0000.9641.4270.12530.0000.8862.3130.20240.0000.5552.8680.250表8.23滿載到港時(shí)船舶的動(dòng)穩(wěn)性臂計(jì)算橫傾角靜穩(wěn)性臂成對和自上而下和動(dòng)穩(wěn)性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0000.4710.4710.4710.04120.0000.5170.9881.4590.12730.0000.4020.9192.3780.20840.0000.1890.5912.9690.259表8.24壓載出港時(shí)船舶的動(dòng)穩(wěn)性臂計(jì)算橫傾角靜穩(wěn)性臂成對和自上而下和動(dòng)穩(wěn)性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0001.5161.5161.5160.13220.0002.9894.5056.0220.52530.0003.7336.72212.7431.11240.0003.7987.53020.2741.769表8.25壓載到港時(shí)船舶的動(dòng)穩(wěn)性臂計(jì)算橫傾角靜穩(wěn)性臂成對和自上而下和動(dòng)穩(wěn)性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0001.5261.5261.5260.133（續(xù)表8.25）20.0002.9954.5206.0460.52830.0003.7276.72112.7681.11440.0003.7827.50820.2761.7698.5.6穩(wěn)性曲線根據(jù)以上幾節(jié)計(jì)算內(nèi)容，可得本設(shè)計(jì)船4種典型載況下的靜穩(wěn)性曲線圖以及動(dòng)穩(wěn)性曲線圖，結(jié)合橫傾角、進(jìn)水角的影響，現(xiàn)各繪制如下：圖8.8滿載出港時(shí)的船舶穩(wěn)性曲線圖8.9滿載到港時(shí)的船舶穩(wěn)性曲線圖8.10壓載出港時(shí)的船舶穩(wěn)性曲線圖8.11壓載到港時(shí)的船舶穩(wěn)性曲線8.5.7各傾側(cè)力臂計(jì)算8.5.7.1最小傾側(cè)力臂最小傾覆力臂主要根據(jù)法規(guī)第五篇第八章8.2.3節(jié)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過程如上節(jié)圖8.8、圖8.9、圖8.10、圖8.11。計(jì)算結(jié)果見下表：表8.26各載況下船舶最小傾覆力臂8.5.7.2風(fēng)壓傾側(cè)力臂船舶各載況下的風(fēng)壓傾側(cè)力臂參照法規(guī)第五篇第八章8.2.5節(jié)相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算，并滿足8.3.7.6節(jié)集裝箱船的穩(wěn)性特殊要求。法規(guī)相關(guān)要求：8.2.5.1風(fēng)壓傾側(cè)力臂lf應(yīng)按下式計(jì)算：lf=式中：p一一單位計(jì)算風(fēng)壓，Pa；Af一一所核算裝載情況下船舶的受風(fēng)面積，m2；Zf一一所核算裝載情況下船舶受風(fēng)面積中心至基線的垂向高度，m；d一一所核算裝載情況下船舶的型吃水，m；△一一所核算裝載情況下船舶的排水量，t；ao一一修正系數(shù)，見本節(jié)8.2.5.5。8.3.7.6橫風(fēng)的風(fēng)壓傾側(cè)力矩或力臂取本章8.2.5.1計(jì)算值的一半。其他具體參數(shù)選擇參照法規(guī)規(guī)定進(jìn)行選取。詳細(xì)計(jì)算過程見下表：表8.27風(fēng)壓傾側(cè)力臂計(jì)算6868.6206812.6053486.0003429.985受風(fēng)面積Afm2Zfm距水線距離m風(fēng)壓pPaBsma0風(fēng)壓傾側(cè)力臂m8.5.7.3水流傾側(cè)力臂船舶各載況下的水流傾側(cè)力臂參照法規(guī)第五篇第八章8.2.6節(jié)相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。法規(guī)相關(guān)要求：8.2.6.1水流傾側(cè)力臂lj應(yīng)按下式計(jì)算：Lj=式中：Ls一一所核算裝載情況下船舶的水線長度，m;d一一所核算裝載情況下船舶的型吃水，m:△一一所核算裝載情況下船舶的排水量，t;KG一一所核算裝載情況下船舶重心至基線的垂向高度，m;a1一一系數(shù)，按船舶的Bs/d值由表8.2.6.1(1）選取：Cj一一急流系數(shù)，按系數(shù)f由表8.2.6.1(2）選取。其他具體參數(shù)選擇參照法規(guī)規(guī)定進(jìn)行選取。詳細(xì)計(jì)算過程見下表：表8.28水流側(cè)傾力臂的計(jì)算項(xiàng)目單位滿載出港滿載到港壓載出港壓載到港排水量t6868.66812.63486.03430.0型吃水m4.64.5712.62.403Lsm105.031105.018100.308100.26Bsm16.216.216.216.2Zgm6.4876.4982.8422.811計(jì)算速度Vjm/s5555系數(shù)f21.2521.0811.2911.12Cj0.3770.3770.3770.377Bs/d3.523.546.236.74a10.50.50.4220.378水流傾側(cè)力臂m0.1110.1120.0490.0508.5.7.4全速回航傾側(cè)力臂船舶各載況下的全速回航傾側(cè)力臂參照法規(guī)第五篇第八章8.3.1.2節(jié)相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。法規(guī)相關(guān)要求：8.3.1.2船舶全速回航的傾側(cè)力臂應(yīng)按下式計(jì)算：l式中：Fr一一船舶傅氏數(shù)；ls一一所核算裝載情況下船舶的水線長，m；d一一所核算裝載情況下船舶的型吃水，m；KG一一所核算裝載情況下船舶重心至基線的垂向高度，m；Vm一一船舶最大航速，m/s；a2、a3一一修正系數(shù)。其他具體參數(shù)選擇參照法規(guī)規(guī)定進(jìn)行選取。詳細(xì)計(jì)算過程見下表：表8.30全速回航側(cè)傾力臂計(jì)算項(xiàng)目單位滿載出港滿載到港壓載出港壓載到港型吃水m4.6004.5712.6002.403Lsm105.031105.018100.308100.260（續(xù)表8.30）Zgm6.4876.4982.8422.811Vmm/s5.0005.0005.0005.000Fr0.1560.1560.1590.159計(jì)算Bs/d3.5223.5444.0004.000a20.4300.4100.0000.000a30.0000.0000.0000.000傾側(cè)力臂lvm0.0700.0700.0320.0318.5.8穩(wěn)性恒準(zhǔn)船舶各載況下的穩(wěn)性衡準(zhǔn)參照法規(guī)第五篇第八章相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。8.5.8.1規(guī)范相關(guān)規(guī)定(1)一般要求：8.2.1.3航行于A級或B級航區(qū)的船舶，其復(fù)原力臂曲線應(yīng)符合下列要求：①當(dāng)最大復(fù)原力臂所對應(yīng)的橫傾角Θm或進(jìn)水角句Θj中之小者等于或大于20°時(shí)，至最大復(fù)原力臂所對應(yīng)的橫傾角Θm或進(jìn)水角Θj或30°中之小者的復(fù)原力臂曲線下的面積（也可取相應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)性力臂Id值〉應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值A(chǔ):A=0.052式中：Ck--系數(shù)，A級航區(qū)取Ck=1；CL--系數(shù)，按下式計(jì)算：CL=0.7+0.15L；當(dāng)CL＞1時(shí)，CL=1。其中L--船長，m。②當(dāng)最大復(fù)原力臂所對應(yīng)的橫傾角θm或進(jìn)水角θj中之小者小于20°時(shí)，至該角度的復(fù)原力臂曲線下的面積應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值A(chǔ)：A=式中：CK、CL一一同8.2.1.3(1)；θ一θm或θj，（°），取小者。③A級航區(qū)的船舶最大復(fù)原力臂所對應(yīng)的橫傾角θm應(yīng)不小于15°。(2)風(fēng)壓恒準(zhǔn)要求：8.2.1.4航行于A級或B級航區(qū)的船舶，其風(fēng)壓穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)Kf應(yīng)符合下式：K式中：lq一一不計(jì)橫搖影響的最小傾覆力臂，m；1f一一風(fēng)壓傾側(cè)力臂，m。法規(guī)8.3.7.5集裝箱船在橫風(fēng)的風(fēng)壓傾側(cè)力矩或力臂作用下，從復(fù)原力矩或力臂曲線上求得的靜傾角應(yīng)不大于極限靜傾角。(3)全速回航穩(wěn)性恒準(zhǔn)要求：8.3.1.2自航船的全速回航穩(wěn)性應(yīng)符合下列要求：船舶在全速回航引起的傾側(cè)力矩或力臂作用下，從復(fù)原力矩或力臂曲線求得的靜傾角應(yīng)不大于極限靜傾角。8.5.8.2穩(wěn)性校核計(jì)算表8.31穩(wěn)性校核計(jì)算0.1170.1271.4331.46713.00013.40031.30031.70013.00013.40030.00030.000A1≥A015.15015.03040.00040.000A3≥A2

第9章干舷計(jì)算書9.1計(jì)算說明本計(jì)算書按中華人民共和國海事局《內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2011）第四篇第三章對C型船的要求進(jìn)行計(jì)算。9.2主要數(shù)據(jù)水線長Lwl105.031m垂線間長Lpp103m計(jì)算船長L103m船寬B16.2m型深D5.4m計(jì)算型深D15.415m設(shè)計(jì)吃水d4.6m首舷弧hf200尾舷弧ha370艙口圍板高度700mm艙室門檻高度350mm方形系數(shù)0.8999.3干舷計(jì)算9.3.1基本干舷法規(guī)4.2.2.1船舶的基本干舷F0按船舶種類、航區(qū)等級及船長由表4.2.2.1選取。查表可得本船基本干舷為F0=726mm9.3.2型深對干舷的修正法規(guī)4.2.3.1船長與計(jì)算型深的比值L/D1大于或等于15時(shí)，不作干舷修正。由于本船L/D1=103/5.415=19.021>15，所以f1=0。9.3.3舷弧對干舷的修正法規(guī)4.2.4.1船舶首、尾垂線處的標(biāo)準(zhǔn)舷弧高度按表4.2.4.1選取。法規(guī)4.2.4.2船舶舷弧自船長中點(diǎn)及前后1/4船長范圍內(nèi)向首、尾端平滑上升。當(dāng)船舶設(shè)有非標(biāo)準(zhǔn)舷弧和升高甲板時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算的修正值f2增加（或減少）干舷：fff9.3.4艙口圍板高度和艙室門檻高度對干舷的修正法規(guī)4.2.5.2艙口圍板和艙室及艙棚門檻的實(shí)際高度等于或大于規(guī)定的高度時(shí)時(shí)，不作修正。經(jīng)查表得標(biāo)準(zhǔn)艙口圍板高度為：650mm；門檻高度為350mm。本船艙口圍板高度為700mm，門檻高度為350mm，故不做修正。f3=0。9.3.5最小干舷法規(guī)4.2.1.1船舶最小干舷F按下式計(jì)算：F=F0+f1+f2+f3mm通過上述計(jì)算，本船的最小干舷為F=810.910mm。9.3.6干舷衡準(zhǔn)本船實(shí)際干舷F=D1-d=5415-4600=815mm>F=810.910mm，所以本船干舷滿足法規(guī)要求。

第10章噸位丈量10.1主要要素總長Loa107.64m滿載吃水水線長Ls105.031m型寬B16.2m型深D5.4m吃水d4.6m梁拱h0.384m首舷弧Ys200mm尾舷弧Yw370mm首升高甲板高度Hs2200mm尾升高甲板高度Hw010.2總噸位10.2.1主甲板以下所有圍蔽處所的型容積式中：k——系數(shù)，單體船，取k=1；雙體船，取k=2；本船取k=1；d——設(shè)計(jì)滿載吃水，m；Cb——設(shè)計(jì)滿載吃水時(shí)的方形系數(shù),本船Cb=0.887Cwp——設(shè)計(jì)滿載吃水時(shí)的水線面系數(shù),本船Cwp=0.950；Ls——設(shè)計(jì)滿載吃水時(shí)的水線長，本船Ls=105.031m；B——型寬，m，雙體船為片體的型寬；D——型深，m；D′——修正型深，m，按下式計(jì)算：其中：h——梁拱高，m；hs——船首舷弧高度，m；hw——船尾舷弧高度，m。通過計(jì)算得：D’=6.023mV1=V11+V12=9161.4m310.2.2主甲板以上所有圍蔽處所的型容積尾主甲板甲板室V2.1=280.4m3首升高甲板至主甲板延長線V2.2=0艏樓甲板室V2.3=118.3m3居住甲板室V2.4=116.2m3駕駛甲板室V2.5=118.6m3艙口容積V2.6=730.8m3V2=V2.1+V2.2+V2.3+V2.4+V2.5+V2.6=1364.3m310.2.3主甲板以上應(yīng)計(jì)入的固定載客的開敞處所的容積本船沒有固定載客，所以V3=010.2.4主甲板以上應(yīng)計(jì)入的固定載貨的開敞處所容積集裝箱高出甲板或平臺(tái)或艙口圍板以上的容積V4h按下式計(jì)算：式中：i——載貨處所的序號；Si——各載貨處所的實(shí)際載貨面積，m2；Hi——各載貨處所的集裝箱高出甲板或平臺(tái)的平均高度，m；hci——各載貨處所的艙口圍板高度，m；貨艙區(qū)域V4h1=3396.3m3尾部區(qū)域V4h2=277m3V4=V4h1+V4h2=3673.2m310.2.5總噸位計(jì)算式中：K1——系數(shù)，按下式計(jì)算，或按規(guī)范第三篇中表2.1.1.1選取：V——按本篇規(guī)定丈量所得的船舶總?cè)莘e，m3；經(jīng)計(jì)算：V=14189.9m3K1=0.29635GT=420510.2凈噸位根據(jù)規(guī)范第3篇2.2.1.1：船舶的凈噸位（NT）應(yīng)按下式計(jì)算：式中：GT——按本章量計(jì)所得的總噸位；K2——系數(shù)，按表2.2.1.1選取。計(jì)算得NT=0.65×4205=2733。

結(jié)論船舶主要要素的確定是通過優(yōu)秀母型船換算得到，主尺度優(yōu)化是通過編程計(jì)算實(shí)現(xiàn)的。船體型線設(shè)計(jì)是通過“1-Cp”法和遷移法對母型船進(jìn)行型線改造，做到三向光順、協(xié)調(diào)、一致，并且對局部進(jìn)行自行設(shè)計(jì)。總布置設(shè)計(jì)是以經(jīng)濟(jì)效益為要點(diǎn)，人性化地進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。穩(wěn)性校核：浮態(tài)核算與調(diào)整，是使船舶在各種載況下航行時(shí)都能有良好浮態(tài)。螺旋槳設(shè)計(jì)是求得最佳的螺旋槳要素并使其滿足各項(xiàng)要求。船舶的完整穩(wěn)性是保證船舶在各種惡劣海況下航行而不致船舶傾覆。干舷計(jì)算是保證船舶有足夠的干舷，噸位計(jì)算的結(jié)果將作為船舶經(jīng)濟(jì)性估算依據(jù)。

參考文獻(xiàn)李大海.長江集裝箱運(yùn)輸發(fā)展態(tài)勢研究[D].大連海事大學(xué),2010.徐偉,彭彥.第九屆全國內(nèi)河船舶及航運(yùn)技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì),中國深圳,2004[C].深圳:湯遠(yuǎn)焱,2004.李灼.擴(kuò)大三峽船閘通航能力研究[D].重慶交通大學(xué),2013.陳曉關(guān).提高三峽船閘通航能力的研究[D].武漢理工大學(xué),2006.馬奕.長江三峽船閘過閘需求與通過能力研究[D].武漢理工大學(xué),2008.Ki-HoShin,

Jong-WooJo,

SpyrosE.Hirdaris,

Seung-GyuJeong,

JunBumPark,

FrankLin,

ZhenhongWang,

NigelWhite.Two-andthree-dimensionalspringinganalysisofa16,000TEUcontainershipinregularwaves[J].ShipsandOffshoreStructures,2015,Vol.10(5),pp.498-509McKennaMeganF,

WigginsSeanM,

HildebrandJohnA.Relationshipbetweencontainershipunderwaternoiselevelsandshipdesign,operationalandoceanographicconditions[J].Scientificreports,2013,Vol.3,pp.1760?imeMalenica,

IvoSenjanovi?,

NikolaVladimir.HydroStructuralIssuesintheDesignofUltraLargeContainerShips[J].Shipbuilding,2013,Vol.64(3)張征波,王麗錚,陳順懷.川江及三峽庫區(qū)運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列制定[J].水運(yùn)科學(xué)研究,2006,6:01-02.楊春勤.川江及三峽庫區(qū)渝申300TEU集裝箱標(biāo)準(zhǔn)船型研究[J].水運(yùn)科學(xué)研究,2006,6:01-02.顧敏童.船舶設(shè)計(jì)原理[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2001.中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船入級規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2016.中華人民共和國海事局.船舶與海洋設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則（內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則）[S].北京:人民交通出版社,2011.中華人民共和國海事局.中華人民共和國船舶最低安全配員規(guī)則[S].北京:人民交通出版社,2004.中國船級社.內(nèi)河船舶設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）評估指南[S].北京:人民交通出版社,2012.龔昌奇,謝玲玲,劉益清.船體結(jié)構(gòu)與制圖[M].北京:國防工業(yè)出版社,2010.盛振邦,劉應(yīng)中.船舶原理(下)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2004.盛振邦,劉應(yīng)中.船舶原理(上)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2004.

附錄1靜水力曲線圖

附錄2邦戎曲線圖

附錄3主尺度優(yōu)化程序#include"stdio.h"#include"math.h"#definev18doubleJSLW(doubleL,doubleB,doubleD,doubleP)/*計(jì)算空船重量*/{ doubleLW,wo,wh,wm; LW=0.135*L*B*D; wh=0.091*L*B*D; wo=0.0165*L*B*D; wm=6*pow((P/0.7355),(0.5)); LW=(LW+wo+wh+wm+62)/2; returnLW;}doubleJSDW(doubleP,doubleLW)/*計(jì)算載重量*/{ doubler,dp,wf,bp,DW;/*rl為人員行李,dp淡水食品，bp為備品*/ r=14*115/1000; dp=(floor(2700/(v*24))+1)*14*78.5/1000; wf=2700/v*0.2376*1.2*P/1000; wf=wf*(1+0.03); bp=0.01*LW; DW=340*16+dp+r+dp+wf+bp; returnDW;}doubleJSP(doubleLwl,doubled,doubleD,doubleCB,doubleB)/*計(jì)算功率*/{ doubleS,Rf,Rr,Cf,Rt,PE,P,Re,V1; V1=v/3.6; S=Lwl*(1.8*d+CB*B); Re=V1*Lwl/1.0037*1000000; Cf=0.075/pow((log10(Re)-2),2); Rf=0.5*(Cf+0.0004)*1000*S*pow(V1,2); Rr=0.5*0.0010905*1000*S*pow(V1,2); Rt=(Rf+Rr)/1000; PE=Rt*V1/0.85; P=PE/(1.09927007*0.5*1.029*0.98); P=P/2; if(P<=688&&P>626) P=688; elseif(P<=666&&P>626) P=666; elseif(P<=626&&P>606) P=626; elseif(P<=606&&P>510) P=606; elseif(P<=510&&P>500) P=510; elseif(P<=500&&P>460) P=500; elseif(P<=460&&P>455) P=460; elseif(P<=455&&P>418) P=455; elseif(P<=418&&P>344) P=418; elseif(P<=344&&P>333) P=344; elseif(P<333) P=333; P=P*2; returnP;}doubleJSEEDI(doubleP,doubleDW)/*計(jì)算EEDI的值*/{ doubleu,vkn,EEDI; vkn=v/1.852; u=vkn*pow(0.75,0.3333); EEDI=(P*0.75*198*3.206+0.05*P*3.206*3.206)/(DW*0.7*u); returnEEDI;} doubleJSRLV(doubleDW)/*計(jì)算綠色指標(biāo)RLV*/{ doubleRLV; RLV=2940*pow(DW,-0.5914); returnRLV;}doubleJSRFR(doubleLpp,doubleB,doubleD,doubleWf,doubleLW)/*計(jì)算RFR,其中Wf為燃油儲(chǔ)備量*/{ doublei,V,C,GT,SR,RFR,Ryf,CR,PW,CJ;/*CJ是船價(jià)，C是年運(yùn)營費(fèi)用，SR，收入，Ryf為燃油費(fèi)，GT是凈噸，i為初始每TEU價(jià)格*/ intb1,b2; i=4000.0; RFR=0.0; CJ=1.2*LW; do { b1=floor(i); b2=floor(RFR); if(i<RFR) i=i+(RFR-i)/2; else i=i-(i-RFR)/2; SR=(340*18+292*4)*i/10000;/*其中15120是通過表格算出每年的貨運(yùn)TEU,若速度改變，需要重算*/ Ryf=Wf*0.6*22; C=Ryf*(1+0.03)+0.95*CJ/20+(0.05+0.01)*CJ+(0.045+0.4+0.055)*SR+CJ*(0.065*pow(1.065,20)/(pow(1.065,20)-1))+140; RFR=C/(3750.4*4+4352*18); }while(b1!=b2); RFR=RFR*10000; returnRFR;}doubleJSKG(doubleD,doubleLW,doubleMP2){ doubleKG; KG=(0.69*D*LW+5562.544*7.326)/MP2; returnKG;}doubleJSGM(doubleB,doubled,doubleKG)/*計(jì)算穩(wěn)心高GM*/{ doublea,b,GM; a=0.5121; b=0.0841; GM=a*d+b*pow(B,2)/d-KG; returnGM;}doubleJST(doubleGM,doubleB,doubleKG,doubled)/*計(jì)算橫搖周期*/{ doublef,T; f=1+0.07*(B/d-2.5); T=0.58*f*pow(((B*B+4*KG*KG)/GM),0.5); returnT;}doubleJSFCR(doubleWf)/*計(jì)算千噸公里油耗*/{ doubleFCR; FCR=Wf*1000/(2700*16*340*0.8)*1000; returnFCR;}main(){ doubleL,B,D,CB,Lpp,Lwl,d,Wh,Wo,Wm,LW,DW,P,MP1,MP2,EEDI,RFR,FCR,a,wc,Wf,PGTX,KG,RLV,T,GM;/*MP為滿載排水量,wc為誤差*/ doubleL1,B1,CB1,D1,MP11,MP21,EEDI1,RFR1,KG1,T1,RLV1,GM1,FCR1,LW1,Wh1,Wo1,Wm1,d1,P1,PGTX1,Lpp1,DW1,J,J1; inti=0;J1=0.0;/*jianyan*/ for(L=98;L<108;L=L+0.1){ for(B=15.625;B<16.3;B=B+0.1) { for(d=4.3;d<5.5;d=d+0.1) { for(CB=0.75;CB<0.9;CB=CB+0.01) { for(D=d+0.8;D<d+2.5;D=D+0.1) { a=B/D; Lwl=L*0.975; if((a>=2.8)&&(a<=4.0)) { Lpp=Lwl*0.98; MP1=1.008*Lpp*B*d*CB; P=JSP(Lwl,d,D,CB,B); Wf=2700/v*0.2376*1.2*P/1000; Wh=0.091*L*B*D; Wo=0.0165*L*B