船舶原理-第一章-船体几何要素及近似计算课件.ppt

船 舶 原 理绪 论一、船舶原理的重要性u 船舶原理是船舶设计与制造专业的一门重要的专业技术基础课程，是研究船舶航行性能的一门学科u 基础课程：高等数学工程力学流体力学u 后续课程：船舶设计造船生产设计等绪 论二、船舶原理研究的内容（六大航行性能）1.浮性2.稳性3.抗沉性4.快速性-推进和阻力5.耐波性性（适航性）6.操纵性船舶静力学船舶动力学船舶原理是船舶设计、建造、营运乃至新型船舶的研究开发需要用到的专门基础知识第一章 船体几何要素及近似计算本章要点 1、船体形状的表示方法，即船舶的特征尺度及船体曲面的图形表示方法；2、掌握船体近似计算的方法（梯形法、辛氏法）第一节 主尺度、船型系数和尺度比1.船长（Length）1)总长LOA（Length overall）2）垂线间长LPP（Length between perpendiculars）3）设计水线长LWL（Length on waterline）2.型宽B (Breadth moulded)最大船宽3.型深D（Depth）4.吃水d（draft）dA dF dm5.干舷F（freeboard）F=D-d+（为板厚）一、主尺度（principal dimensions）1.水线面系数CWP（waterplane coefficient）二、船型系数第一节 主尺度、船型系数和尺度比2.中横剖面系数CM（Midship section coefficient）水线面的肥瘦程度水线以下中横剖面的肥瘦程度3.方形系数CB（Block coefficient）二、船型系数第一节 主尺度、船型系数和尺度比4.（纵向）棱形系数 (Prismatic coefficient)船体水线以下排水体积的肥瘦程度排水体积沿船长方向的分布 二、船型系数第一节 主尺度、船型系数和尺度比5.垂向棱形系数 (Vertical prismatic coefficient)排水体积沿吃水方向的分布船型系数举例船型系数举例图（a）图（b）b:CWP=0.5；Cm=1；CB=0.5；CP=0.5；CVP=1a:CWP=1；Cm=0.5；CB=0.5；CP=1；CVP=0.5CP反应水下排水体积沿船长方向的变化，CP越小水下体积多集中在船中部，首尾比较尖瘦，越大沿船长方向分布均匀。

CvP反应水下排水体积沿吃水方向的变化，CvP越小水下体积多集中在上部，横剖面成V型，越大排水体积上下分布均匀，横剖面趋于U型尺度比表示船体几何特征的重要参数L/B长宽比，与快速性有关；B/d 宽度吃水比，与稳性、快速性和航向稳定性有关；D/d 型深吃水比，与抗沉性及船体内部容积有关；该比值大，干舷高，抗沉性好但由于船舱容积大，重心高，故稳性差L/d船长吃水比，与船的回转性有关，比值小船短，回 转灵活；L/D长深比，与船体强度有关，比值小，船短而高，强度好；三、尺度比第一节 主尺度、船型系数和尺度比 选择各个要素的基本出发点（1）船长L：浮力、总布置（舱容及布置地位）、快速性；（2）船宽B：浮力、总布置（舱容及布置地位）、初稳性；（3）吃水T：浮力以及螺旋桨有适宜直径；（4）方型系数CB：浮力和快速性（5）型深D：对于载重型船舶：规范规定的最小干舷和舱容要求决定；对于布置地位船：上甲板以下各层甲板间高度以及舱室高度从增加舱容的角度，以增加型深最有利，因为对船体重量的影响最小且不影响快速性备注备注第一节 主尺度、船型系数和尺度比第二节第二节 船体近似计算法船体近似计算法 船体形状难以直接用数学解析式表达和计算，需近似计算方法。

在船舶性能计算中，经常需要计算各种封闭曲线的面积和几何要素O取在中线面、中站面、基平面的交点，X轴为中线面与基平面的交线，x向纵向，指向船首为正；Y轴为中站面与基平面的交线，y向横向，指向右舷为正；Z轴为中线面与中站面的交线，z向垂向，垂直向上为正一、船体计算的习惯坐标系一、船体计算的习惯坐标系第二节 船体近似计算法1.根据型值表、型线图上可查数据计算；2.计算方法不能过于繁杂，计算量不能过大；3.计算结果要达到一定精度二、用近似计算方法必须满足下列要求二、用近似计算方法必须满足下列要求第二节 船体近似计算法1.梯形法基本原理：用若干直线段组成的折线近似地代替曲线即：以若干个梯形面积之和代替曲线下的面积三、近似计算方法三、近似计算方法第二节 船体近似计算法2.新浦生法（1）新浦生第一法（1,4,1）基本原理：采用等分间距以若干段二次抛物线近似地代替实际曲线，计算各段抛物线下面积的数值积分法推导计算）应用条件：曲线底边长度的等分数目为偶数（即纵坐标数目为奇数）推广：三、近似计算方法三、近似计算方法第二节 船体近似计算法系数：1,4,2,4,2,4，,2,4,12.新浦生法（2）新浦生第二法（1,3,3，1）基本原理：采用等分间距以若干段三次抛物线近似地代替实际曲线，计算各段抛物线下面积的数值积分法。

推导计算）应用条件：n为3的倍数推广：第二节 船体近似计算法系数：1,3，3，2,3,3,2,3,3，12.新浦生法（3）特殊新浦生法 5，8，-1法：曲线具有两个等分间距，三个纵坐标，但只求曲线下相邻两个纵坐标之间所包围的面积第二节 船体近似计算法第二节第二节 船体近似计算法船体近似计算法四四、数值积分法在船体计算中的应用、数值积分法在船体计算中的应用1.1.水线面计算水线面计算（1）用新浦生第一法求曲线OB下面积（2）用新浦生第二法和5,8，-1法求曲线CB下面积船体近似计算法练习船体近似计算法练习第二节 船体近似计算法。