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 重量、航速、動力裝置；3.船型方案的技術(shù)、運營、經(jīng)濟型的計算；最正確船型；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 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. 簡述平行中體的作用于適用范圍有利于改善形狀阻力；3.簡化工藝降低建造本錢。適用范圍：Fr較低4. 簡述雙層底的作用：1.保護內(nèi)底，可提高船體縱向強度和抗沉性，保證船舶船底觸礁和擱淺時不沉；2. 可作為淡水、燃油、壓5. 簡述縱傾調(diào)整方法和途徑6. 簡述采用網(wǎng)格法變值發(fā)/參數(shù)分析法優(yōu)化設(shè)計方案的思路

2、及特點：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，組合成假設(shè)干尺寸方案，對每組方案都進行各項性能計算，然后再每 組方案中比擬優(yōu)選。特點：較大；2.參數(shù)變值范圍不能過??；3.選用的方法與各種近似的公式應(yīng)比擬準確。7. 簡述布置地位型船確定主要要素的步驟 確實定；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)容選型與布置。9. 簡述船型論證中進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 分析和詳細分

3、析兩個階段，初步分析是假定參與計算的各自 變量向不利方向和有利方向變化一定的幅度，分別分析它對目標(biāo)函數(shù)的影響程度和變化趨勢，在初步分析的根底上再對那些敏感度大的自變量再進行詳細的分析。10. 簡述雙尾和雙尾鰭船型的好處：流線型，對減小阻力有利。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。Frv0.2時，船的總阻力中絕大局部是摩擦阻力，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，在雙槳效率較高的根底上通過降低轉(zhuǎn)數(shù)可進一步提高螺旋槳的工作效率。11. 簡述考慮排水量裕度的原因：在船舶設(shè)計中，為確保設(shè)計船的載重量，防止船舶

4、超重，通常在分部估 算wh wf, wm勺根底上將lw預(yù)加一定的裕度，稱為排水量裕度排水量儲藏其原因有三1,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的某一百分數(shù)，一般 2%3% 2分項儲藏。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)濟性，船寬正比于浮力，B對于經(jīng)濟性的影響小于船長。13. 簡述裝載谷物的散

5、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 船舶的平安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.繪圖核算、7.主尺度選優(yōu)，主尺度選取時確認載運標(biāo)準箱的最低書目，標(biāo)準箱的尺寸及重量，確認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、船舶負載率、船 價、經(jīng)濟性計算根底數(shù)據(jù)、航速、敏感性分析等。15. 簡述設(shè)計過程中保證快速性的措施：適宜的主尺度，系數(shù)。適宜的

6、節(jié)能的優(yōu)秀船型，推進裝置。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。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。曲線面積的飽滿度系數(shù)也就是船的棱形系數(shù)Cp面積形心的縱向位置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，但對剩余阻力有相當(dāng)大的影響。18. 簡述尾機型的優(yōu)缺點：優(yōu)點：使

7、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)濟性非常有禾縮短軸系長度，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)濟性。對于油船，尾機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 置有利于防火平安。缺點：浮態(tài)調(diào)整比擬困難，因機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；而在壓載航行時易出現(xiàn)尾傾。此外，適居性差，因為上建在機艙的上面，尾部的振動縱搖與升沉運動幅值及加速度大，使船員易感到不舒適。措施：與輪機人員協(xié)商，盡量縮短機艙 長度，將船體型線的

8、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)主機缸數(shù)與螺旋 槳葉數(shù)之間的關(guān)系，注意主機減振，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。假設(shè)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，人員有不平安感；假設(shè)GM±大，將使船的橫搖固有周期變短，不僅影響船的平安性，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。選取適宜的型寬B及比值B/

9、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，下限值那么是從船舶的平安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)船型資料進行估算。2.分部估算法 將船體分為船體鋼材、 木作舾裝、機電設(shè)備三大局部，各局部造價均根據(jù)其重量乘以每噸單價估算值。此外還應(yīng)增加第四項費用即間接費用，包括設(shè)計、驗船、船臺工程、下水、是呀、利潤、稅收等各項。21簡述型深對平安性

10、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的選擇更受機艙高度要求的影響。 抗沉性。F加大，浮 力儲藏增加，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， 保持甲板枯燥等有重要意義。 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與上層建筑的總高度要考慮過橋等因素的影響。對于

11、載重型船，積載因數(shù)C小重貨船的D按?載重線標(biāo)準?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要注意有足夠的干舷值。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?、淡水艙的布局?.調(diào)整機艙位置；3.改變浮心縱向位置；4.壓 載狀態(tài)的浮

12、態(tài)調(diào)整。24. 簡述設(shè)計過程中保證快速性的措施：選取適宜的尺度系數(shù)：選擇適宜的優(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Fr <0.24時，采用一段平行中體，對于前體，可使進 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)置平行中體還可簡化工藝和降低建造本錢。總之，適當(dāng)采用平行中體不但在經(jīng)濟性和實用性上

13、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，本錢高，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: 國際海事組織2. SOLAS: 海上人民平安公約客船分艙因數(shù)F=0.3，那么該船破2艙不沉F=0.58，破1艙不沉。4. 船舶耐波性 ：是指船舶在風(fēng)浪中遭受外力擾動而產(chǎn)生各種搖擺運動，以及

14、抨擊、上浪、失速、飛車等 時，仍能維持一定的航速在水面上平安航行的性能。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、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)稱為船舶主要要素。10. 平安限界線：船側(cè)由艙壁甲板上外表以下至少 76

15、mn處所繪制的線。11. 抗沉性：船舶在破一艙或數(shù)艙破損進水后，仍能保證一定浮性和穩(wěn)性的能力。1 2 .單位運輸本錢 ：船舶完成單位運量所付出的本錢。13. 變吃水船：在一般情況下，裝載至滿載吃水設(shè)計吃水；又可在載重貨物時，吃水到達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、儲藏品、船員和乘客的船舶裝載總重量。16. 布置地位型船：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

16、積的一 類船舶。1 7.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。 凈噸位：總噸位減除 船員艙室和機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 不至于漂浮或者延緩漂浮的時間，確保人員和貨物平安的性能。19總布置設(shè)計 ：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

17、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 ：貨船運載積載因數(shù)小的貨物重貨可按載重線標(biāo)準來決定最小干舷， ，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 D> Fx+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向坐標(biāo)所繪制的曲線。1. 積載因數(shù)Uc：對于干貨船，通常

18、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劇烈時，在船首柱處，船與波浪相對運動的幅值大于船 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)?海船載重線標(biāo)準?的有關(guān)規(guī)定計算得的Fmin值，它是從保證船的 平安性出發(fā)，為限制船舶在營運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藏浮力兩 方面考慮的。4. 最小干舷船 ：對于貨船，如運載積載因數(shù)小的重貨煤、礦石等 ，可按?載重線標(biāo)準?來決定 最小干舷，從而可確定船的型深 D,這種船稱為最小干舷船，其 D即符合最小干弦的要求，也滿足容積 的要求

19、。5. 凈容積：扣除骨架，護條等占用的空間后，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 為了增大螺旋槳直徑，獲得較高的敞水效率。11. 反響鰭節(jié)

20、能機理 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)濟船長：綜合船長L對船價和燃料開支的不同影響，民用運輸船從船舶經(jīng)濟性角度常選取一個最有 利的船長稱為經(jīng)濟船長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，采用代用品；加固定壓載的情況是，需要 降低重心以提高穩(wěn)性，增加重量以加

21、大吃水，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)濟效益。16. 載重型船舶與容積型船舶各自的特點是什么？ 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)計時的入手點不同。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。假設(shè)GM太小，將造成大傾角穩(wěn)性不能滿足要

22、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，人員有不平安感；假設(shè)GM過 大，將使船的橫搖固有周期變短，不僅影響船的平安性，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)計中控制GM的主要措施是什么？選 取適宜的型寬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。19. 選擇棱形系數(shù)Cp應(yīng)考慮哪些因素？為什么低速運輸船不是從阻力上最正確出發(fā)考慮C的選?。?1阻力方面。2經(jīng)濟性。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)濟性考慮，兼顧快速性，因為取CP較大時，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)濟效益。一般我們都有一個經(jīng)