船舶設(shè)計原理)(武漢理工大)

1、簡答題1. 簡述船型論證的一般步驟：1.調(diào)查研宂；2.設(shè)立船型方案（重量、航速、動力裝置）；3.船型方案的 技術(shù)、運(yùn)營、經(jīng)濟(jì)型的計算；4.選取最佳船型；5.敏感性分析；6.提出建議方案編制設(shè)計任務(wù)書。2. 簡述載重型船舶確定主要要素的步驟：1.排水量的估算（方法：載重量系數(shù)法，諾曼系數(shù)法）；2.主 尺度初選（按母船型比例換算，利用有關(guān)統(tǒng)計式計算；3.性能校核及主尺度調(diào)整（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. 簡述平行中體的作用于適用范圍：1.對于前體可使進(jìn)流段型線尖瘦一些，降低興波阻力；2.對于后體 可消痩去流段的船體型線有利于改善形狀阻力;3.簡化工藝降低建造成本

2、。適用范圍:fr較低（fr<0. 24）4. 簡述雙層底的作用：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不沉；2. 可作為淡水、燃油、壓載水艙之用；3.對油輪有防污作用5. 簡述縱傾調(diào)整方法和途徑：1.改變油水艙，淡水艙的布局；2.中機(jī)型及尾機(jī)型船適當(dāng)移動機(jī)艙位置；3. 改變浮心位置6. 簡述釆用網(wǎng)格法（變值發(fā)/參數(shù)分析法）優(yōu)化設(shè)計方案的思路及特點(diǎn)：思路：系統(tǒng)的改變對設(shè)計船的 主要性能有顯著的影響的船舶要素，組合成若干尺寸方案，對每組方案都進(jìn)行各項性能計算，然后再 每組方案中比較優(yōu)選。特點(diǎn)：1.計算工作量比較大；2.參數(shù)變值范圍不能過??；3.選用的方法與各種 近

3、似的公式應(yīng)比較準(zhǔn)確。7. 簡述布置地位型船確定主要要素的步驟：1.按布置要求初選主尺度；2.排水量的估算；3.方形系數(shù)cb 的確定；4.性能的校核；5.綜合確定合理的主尺寸。8. 簡述船舶總布置的主要內(nèi)容：1.主船體與上層建筑的總體規(guī)劃；2.縱傾調(diào)整；3.梯口與通道的規(guī)劃艙 室的布置；4.舾裝設(shè)備的選型與布置。9. 簡述船型論證中進(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，以期對最優(yōu)方案作出更為確切的 估計和評價。方法：敏感性分析可分為初步分析和詳細(xì)分析兩個階段，初步分析是假定參與計算的各自 變量向不利

4、方向和有利方向變化一定的幅度，分別分析它對目標(biāo)函數(shù)的影響程度和變化趨勢，在初步 分析的基礎(chǔ)上再對那些敏感度大的自變量再進(jìn)行詳細(xì)的分析。10. 簡述雙尾和雙尾鰭船型的好處：特征：在船體尾部形成兩個尾體的型線。節(jié)能機(jī)理:當(dāng)fr0.2時雙 尾之間形成的隧道為縱流線型，對減小阻力有利。另外尾部線型的縱向梯度減小，可避免界層分離， 從而降低粘壓阻力。fr<0. 2時，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， 而雙尾船型的濕表面積大，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。11. 簡述考慮排水量裕度的原

5、因：在船舶設(shè)計中，為確保設(shè)計船的載重量，避免船舶超重，通常在分部 估算wh, wf, wni的基礎(chǔ)上將lw預(yù)加一定的裕度，稱為排水量裕度（排水量儲備）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.分項儲備。12. 簡述設(shè)計中選取船寬時應(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，船臺船塢寬。2穩(wěn)性和橫搖，船寬對穩(wěn)性影響最人。3總布置船寬與總布置關(guān)系密切，加人b增加倉容貨艙口寬度 加大有利于總介置。4快速性在排水量和船長不變時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，

6、b對于經(jīng)濟(jì)性的影響小于船長。13. 簡述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 艙對船舶的安全比其它的雙層底更可靠。14. 簡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)計指導(dǎo)思想、4.估取第 一近似值、5.性能校驗、6.繪閣核算、7.主尺度選優(yōu)，主尺度選取時確認(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)查研宄-航線情況、集裝箱、船型、船舶負(fù)載率、 船價、經(jīng)濟(jì)性計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、航速、敏感性分析等。15. 簡述

7、設(shè)計過程中保證快速性的措施：合適的主尺度，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，如舭龍骨應(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力配合減小迎風(fēng)面積，減小空氣阻力。16. 簡述船舶空載航行時保證必要的首尾吃水的理由：主要是為丫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。17. 簡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的 分布情況。曲線面積的豐滿度系數(shù)也就是船的棱形系數(shù)cp。面積形心的縱向位罝等于船浮心的縱向位 置xb。曲線的形狀對摩擦阻力的影響不大

8、，但對剩余阻力有相當(dāng)大的影響。18. 簡述尾機(jī)型的優(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，這對貨船的經(jīng)濟(jì)性非常有利；縮 短軸系長度，提高軸系效率，降低造價，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)罝，便于管路的布罝有利于防 火安全。缺點(diǎn)：浮態(tài)調(diào)整比較網(wǎng)難，因機(jī)艙的單位體積重量比貨物輕，船滿載時重心偏前，易出現(xiàn)首 傾；而在壓載航行吋易出現(xiàn)尾傾。此外，適居性差，因為上建在機(jī)艙的上面，尾部的振動縱搖與升沉 運(yùn)動幅值及加速度大，使

9、船員易感到不舒適。措施：與輪機(jī)人員協(xié)商，盡量縮短機(jī)艙長度，將船體型 線的浮心縱向位置前移，不得以在船首防撩艙設(shè)置隔離空艙；協(xié)調(diào)主機(jī)缸數(shù)與螺旋漿葉數(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；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。19. 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。若gm太小，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；若gm過大，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

10、物易受損，更易使乘員暈船或感到不舒服。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)cwp和型深d等參數(shù)。在設(shè)計初始階段，gm值 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。上限值是從船舶橫搖緩和性 上考慮的，不限值則是從船舶的安全性角度和使用要求考慮的。20. 簡述初步設(shè)計完成后船價的估算方法：1.整船概算法，在缺少資料，且對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、 木作舾裝、機(jī)電設(shè)備三大部分，各部分造價均根據(jù)其重量乘以每噸單價估算值。此外還應(yīng)增加第四項 費(fèi)用即間接費(fèi)用，包括設(shè)計、驗船

11、、船臺工程、下水、是呀、利潤、稅收等各項。21簡述型深對安全性的影響：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 力儲備增加，對抗沉性有利。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，對改善耐波性有利，特別是減少甲板上浪， 保持甲板干燥等冇重要意義。造價。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， 對于大型船舶船體重量一般不會由此而增加，又是甚至有所下降。小型船舶的船體重量將隨i）的加大 而增加。限制因素。內(nèi)河船舶

12、的型深d與上層建筑的總高度要考慮過橋等因素的影響。對于載 重型船，積載因數(shù)c小重貨船的d按載重線規(guī)范要求確定；積載因數(shù)c的輕貨船按艙容確定。對 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。對有抗沉性要求的船 舶，確定d要注意冇足夠的干舷值。22. 簡述型線設(shè)計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，同時對設(shè)計船的阻力，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. 簡述調(diào)整浮態(tài)的方法：1.改變?nèi)加团摗⒌摰牟季郑?.調(diào)

13、整機(jī)艙位置；3.改變浮心縱向位置；4. 壓載狀態(tài)的浮態(tài)調(diào)整。24. 簡述設(shè)計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)能動力 裝置；對于高速小艇，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. 簡述平行中體的作用與適應(yīng)范圍：在fr較低（fr0.24）時，釆用一段平行中體，對于前體，可使進(jìn) 流段（le型線尖瘦些，降低興波阻力；對于后體，可削瘦去流段（lr）的船體型線，有利于改善形狀阻 力。在實用上，平行屮體一段的橫剖面形狀完全相同，使得屮部的船艙方整，便于裝卸貨物。設(shè)置平 行中體還可簡化工藝和降低建

14、造成本。總之，適當(dāng)采用平行中體不但在經(jīng)濟(jì)性和實用性上有利，在阻 力性能上也是有利的。平行中體長度的選取，一般是取不使阻力性能惡化的最大長度。26. 球鼻艏:答球鼻艏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，其球鼻艏減阻機(jī)理不同，1減小興波阻力，fr在+0.270.34之間的屮高速 船。2減小舭渦阻力，肥大型船舶首部產(chǎn)生的漩渦，埋首現(xiàn)象增加阻力，但球鼻艏可以整流。3減小破 波阻力。名詞解釋1. imo:w際海事組織2. solas:海上人民安全公約3. 單體客船分艙因數(shù)f=0. 3，則該船破2艙不沉（f=0. 58,破1艙不沉）。4. 船

15、舶耐波性：是指船舶在風(fēng)浪屮遭受外力擾動而產(chǎn)生各種搖擺運(yùn)動，以及抨擊、上浪、失速、飛車等 時，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，自水面至露天甲板上表面舷邊處的垂直距離。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、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)、中剖面系數(shù)）統(tǒng)稱為

16、船舶主要要素。10. 安全限界線：船側(cè)由艙壁甲板上表面以下至少76mm處所繪制的線。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：船舶完成牢位運(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)計吃水）；乂可在載重貨物時，吃水達(dá)到tmax，根據(jù) 這種要求設(shè)計的船就稱變吃水船。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)過計算后繪成。15. 載重量：包括貨物、燃料、儲備品、船員和乘客的船舶裝載總重量。16. 布置地位型船：乂稱容積型船

17、，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：量計除“免除處所”意外的全船所有“圍蔽處所”所得的噸位。（浄噸位：總噸位減除 船員艙室和機(jī)艙等非營利容積后的容積）。1登記噸=2. 832m3 =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間，確保人員和貨物安全的性能。19總布置設(shè)計：是以滿足船東提岀的使用要求和航行性能為前題，合理整體的確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，橫傾角超過1015度時

18、的穩(wěn)性，它涉及到船在航行屮能抗多大的風(fēng)浪或橫 傾力矩不顛覆。22. 投資償還期：由投資，預(yù)定的收益率，年度收益求得的投資償還時間。23. 型容積：是指型線圖計算所得的倉內(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）可按載重線規(guī)范來決定最小干舷，從而確定型深 d.這種船成為最小干舷船。其型深滿足容積要求，也滿足最小干舷。25. 富裕干舷船：當(dāng)設(shè)計積載因數(shù)較大的貨船時，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dfx+t .船的實際干舷大于最小干舷，這是富裕干 線船。26. 橫剖面面積曲線：船長為橫坐標(biāo)，設(shè)計水線以下各橫剖面面積為豎

19、向坐標(biāo)所繪制的曲線。1. 積載因數(shù)uc:對于干貨船，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：是指在波浪屮的縱搖和垂蕩異常激烈時，在船首柱處，船與波浪相對運(yùn)動的幅值大于船 首柱處的干舷，波浪涌上甲板的現(xiàn)象。3. 最小干舷：對海船來說，就是根據(jù)海船載重線規(guī)范的有關(guān)規(guī)定計算得的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備浮力 兩方面考慮的。4. 最小干舷船：對于貨船，如運(yùn)載積載因數(shù)?。╟小于1.3）的重貨（煤、礦石等），可按載重線規(guī)范 來決定最小干舷，從而可確定船的型深d,這種船稱為

20、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，冋轉(zhuǎn)性，轉(zhuǎn)首性7. 橫剖面積曲線：面積等于排水體積，豐滿度系數(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。9. 平頭渦尾船型首部設(shè)計參數(shù):縱流角，首壓浪長度。雙尾船型的線型以屮央隧道的縱剖面形狀和尾軸間距作為主要參數(shù)。10. 隧道型船尾為了增大螺旋獎直徑，獲得

21、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:綜合船長l對船價和燃料幵支的不同影響，民用運(yùn)輸船從船舶經(jīng)濟(jì)性角度常選取一個最有 利的船長稱為經(jīng)濟(jì)船長13. 舷弧線：甲板邊線在屮縱剖面的投影線。脊弧線：甲板面與屮縱剖面的交線。14. 最佳縱傾節(jié)能：船舶利用壓載水艙調(diào)整縱傾，使船舶處于最佳狀態(tài)下航行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。15. 船舶設(shè)計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，釆用代用品；加固定壓載的情況是，需要 降低重心以提高

22、穩(wěn)性，增加重量以加人吃水，或者需要調(diào)整浮態(tài)時。不合理，貨船加固定壓載會影響船 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)計時首先要 使船能夠滿足載重量要求，即確定船的主尺度時應(yīng)首先從重量與浮力平衡入手。容積型船為布罝各種用 途的艙室、設(shè)備等，需要較大的艙容及甲板面積，這類船的主尺度的確定，主要取決于船主體的容積及 甲板面積的需要，二者設(shè)計吋的入手點(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gm值不能太小，也不宜過大？需考慮船的主尺度b、t、d和船型系數(shù)cb、cwp等。若gm太小，將造成大傾角穩(wěn)性不能

23、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；若gm過 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)網(wǎng)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)計中控制gm的主要措施是什么？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)cwp和 型深d等參數(shù)。在設(shè)計初始階段，gm值主耍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佳出發(fā)考慮c的選??？（1） 阻力方面。（2）經(jīng)濟(jì)性。（3）總布置。（4）建造工藝。（5）與cb, cm的配合。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，因為取cp較大時，阻