船舶设计基础1.docx

名词解释：1：利率：2：利息：3：复利计算：4：年收益：5：年利润：6：终值因数：7：现值因数：8：系列现值因数：9：排水量裕度：在船舶设计中为确保设计船的载重量，避免船舶超重，通常在估算船舶钢料Wh、作舾装重量Wf和设备重量Wm的基础上，将空船排水量LW预加一定裕度10：载重量：是排水量与自重的差值11：设计排水量：船舶装载了预定的全部载重量的载况其相应的排水量即为设计排水量12：空船排水量：指新船竣工交船时的排水量13：积载因数：指每吨货物装船时所占据的货仓容积14：型容积利用系数：舱内净容积与型容积之比15：散装舱容：是装载散装货物时货仓的有效容积16：包装舱容：装载包装货物时货仓的有效容积17：登记吨位：是指按船籍国预定的《船舶吨位丈量规范》对船内容积进行丈量和计算所得的登记吨数18：总吨位：是量计除“免除处所”以外的全船所有“围蔽处所”所得的吨位19：净吨位：是从总吨位中减除船员舱室和机舱处所等非营利容积后所余的容积20：容量图：表示全船主体包括货舱口各舱室容积的大小及分布21：“A”型船舶：即载运液体货物的船舶22：形状干舷：23：干舷甲板：即用以计算干舷的甲板，通常为上甲板。

24：最小干舷船：船舶浮于静水面时，自水面至露天甲板上表面舷边处的最小垂直距离25：富裕干舷船：型深D需根据舱容确定，即D>Fx+T,船的实际干舷大于最小干舷26：变吃水船：这种船在一般情况下，船装载至满载吃水，而在装重货时，船吃水达到Tmax27：结构吃水：富裕干舷船可核算最小干舷，求得最大装载吃水Tmax即为结构吃水28：经济船长：民用运输船从船舶经济性角度常选取一个最有利的L，称为经济船长29：经济方形系数：实船的Cb常大于阻力最佳的Cb而接近于临界的Cb，这时船舶船价较低，油耗较为节省，这一Cb值称为经济方形系数30：载重型船：载重量与排水量的比值较大、较稳定的船舶31：布置地位型船：为了布置各种用途的舱室需要较大舱容或甲板面积的船舶32：载重量系数：船的载重量占排水量的百分数33：诺曼系数：载重量增加1t时船舶排水量的增量34：可行方案：满足约束条件的一组主尺度组合问答：1.船舶静态经济指标有哪些？如何计算？（1）单位运输成本：b=S/Q（2）投资回收期：TK=P/AC2.船舶动态经济指标有哪些？如何计算？（1）净现值NPV：NPV=(B-Y)*SPW-P+△P*PW（2）平均年度费用ACC：ACC=P*CR+Y-(△P*PW)*CR（3）投资偿还期PBP：P=A*SPW3.船舶重量与重心估算的重要性何在？如果重量与浮力不平衡，对新船性能会产生哪些不良影响？答：船舶重量与重心估算准确与否将直接影响设计船的航行性能与经济性。

1如果将船舶重量估算过轻则完工船的实际重量值将大于计算值，即重力大于浮力，实际吃水将超过设计吃水，由于航道水深和停靠港的泊位水深限制了船舶吃水，使新船不能在预定的航线上航行，或必须减载航行；同时船舶干舷减少，储备浮力减少，船舶大倾角稳性与抗沉性难以满足，甲板容易上浪，船舶结构强度也可能不满足要求(2如果将船舶重量计算过重，则船舶尺度选择势必偏大，船舶建造所需的原材料与工时消耗增加，船舶经济性降低；同时，由于实际吃水小于设计吃水，螺旋桨可能露出水面而影响推进效率，还上航行时船舶耐波性也可能变差(3如果船舶重心纵向位置Xg计算误差过大，则实船将出现较大纵倾，影响船舶的浮态、快速性与耐波性；船舶重心高Zg误差过大，则实船初稳性高将产生较大的减少或增加，从而影响船舶稳性与横摇性能；同时，重心Xg、Zg计算误差过大，都可能影响船舶的使用效能4.船舶重量、重心估（计）算的特点是哪些？各设计阶段的计算方法有何不同？答：重量重心计算特点:一是贯穿于整个设计过程的始终，在设计的各个阶段，如初步设计、技术设计、施工设计和完工计算等各个阶段都须进行重量估算或计算二是逐步近似，逐渐深化、逐渐准确、多次循环螺旋式上升的过程，每次计算都是对前次计算的检验和修正，都是认识的进一步深化。

重量、重心估算的方法在不同设计阶段是不一样的在技术设计、施工设计及完工计算时船舶的主要图纸均已具备，船舶的各主要部分均已确定，甚至实船也已造出，在设计初期即主尺度及排水量确定阶段，则不具备这些条件，设计船的重量、重心只能依据母型船或统计资料进行较为粗略的估算5.影响船体钢材重量的因数有哪些？答：(1.尺度及系数：船长L、船宽B、型深D、吃水T、方形系数Cb2.布置特征(3.船级、规范、航区(4.结构材料6.何谓船舶容量？确定主尺度阶段和技术设计阶段研究容量的方法有何不同？答：船舶容量是船内容积与甲板面积的总称研究船舶容量的方法因设计阶段而异，船舶初始设计阶段，设计者要按任务书指定的各项使用要求估算设计船所需的容量；同时，又要根据满足重力和浮力平衡条件所初步拟定的船舶主尺度及总布置格局，估算设计船所能提供的容量；力求使设计船所能提供的容量等于或略大于所需容量在技术设计过程中，设计者将根据船舶型线图、总布置图和邦戎曲线图等图纸资料，对全船各舱室的容积及其形心进行详细计算，绘制容量图和舱容要素曲线，以便精确计算货物、油和水等的重量、重心，为纵倾调整和各载况稳性计算提供必要数据7.总吨位与净吨位的主要差别是什么？主要作用有哪些？总吨位GT主要用于：表示运输船舶的大小；统计世界或一个国家（地区）或一个公司的船舶拥有量；计算造船或租船费用；作为执行公约规则和配备安全设施的依据；有些国家用作造船补助金，航海津贴，以至船员工资等的计算依据；船舶检验、船舶登记和丈量的收费标准；作为引水费、拖船费、浮筒费和进坞费等的收费标准。

净吨位NT主要用于：吨钞税、港口费、登塔费、码头费和代理费等的计算标准；计算运河的通行费等8.粗略估算船舶速度的方法有哪些？答：海军系数法、经验公式、阻力及推进系数估算方法、回归公式法9.船舶设计中保证快速性的措施有哪些？答：(1.选取合适的尺度、系数(2.选用合适的、优秀的节能船型及节能推进装置(3.对于高速小艇，应尽量减小排水量(4.采用低转速、大直径的螺旋桨，以获得较高的敞水效率(5.减小附体阻力(6．减小迎面受风面积，以减小空气阻力10.船舶初稳性衡准中为什么要规定上限值和下限值？答：从安全角度看，船的大倾角稳性和初稳性有一定的联系，初稳性太低，常导致大倾角回复矩臂偏低，可能不满足稳性规范的要求；另外，初稳性过低的船，在不大的横倾力矩作用下，就会发生较大的倾斜且回复缓慢，使人有不安全感；而在随浪航行时，当船中处于波峰时，初稳性常有降低从使用要求看，也需保证一定初稳性值，初稳性不足将严重影响船舶的实用性初稳性的上限值是从横摇缓和性上考虑的若GM太大，船在波浪中的横摇周期短，则不仅影响船舶的安全性，船上作业也很难，货物会移动受损，船员会晕船或感到不舒服，在保证初稳性下限的前提下，应力求使船的横摇缓和些。

11.船舶初始设计阶段，如何估算船舶初稳性？如初稳性不足可采用哪些措施来改善？在设计深入开展，完成型线图、总布置图、结构图等及技术文件后，要核算船具有的初稳性精确值，往往是与核算浮态一起进行时根据规范对基本核算载况的规定，按设计船的使用特点，选取核算载况然后进行各载况的排水量与重心位置的计算，按镖哥核算船的浮态与初稳性在设计阶段如发生初稳性或浮态不合要求的情况，可适合增加压载水的数量，或调整各舱内的装载重量，或者调整总布置，以求得适宜的浮态与初稳性值12.如何核算船舶大倾角稳性？答：(1.根据排水量△从稳性横截曲线中找出各倾角处对假定重心的复原力臂，修正重心高度的差别后就可算出实际复原力臂绘出静稳性曲线，检查静稳性曲线各要素是否符合要求绘制动稳性曲线2.由T、GM、Zg和B计算自由摇摆周期T，进而计算出横摇角3.用作图法找出最小倾覆力臂lq或最小倾覆力矩Mq4.由总布置图的侧视图计算受风面积Af及其形心距水面高度z5.由z及航区查出计算风压p6.计算分压倾侧力臂lf或分压倾侧力矩Mf7.计算稳性衡准数K是否大于1.013.为什么要规定船舶最小干舷？其大小取决于哪些因素？答：保证船的安全出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃，减小甲板上浪，保证船舶有一定的储备浮力。

因素：季节区与船长，船体的丰满度（Cb）、上层建筑和舷弧、船主体灌水的可能性14.简述确定船舶主要要素的一般步骤和特点？主要要素：问题的综合性、求解的灵活性与多解性、求解过程的逐步近似步骤：任务书分析、调查研究、确立设计指导思想、估取第一近似值、性能校检、绘图核算、主尺度选优15.选取船舶主尺度时，各自应综合考虑哪些因素？实船设计时着重考虑的主要因素是什么？选取船长L时，主尺度限制：航线上船闸长度，停靠港的码头泊位长度，建造厂船台长度及修理厂船坞长度，内河弯曲航道；船长的选择还应考虑内河或港口水域宽度对船舶掉头的限制选取船宽B时，主尺度限制：航线上船闸闸门宽、桥孔宽以及船台、船坞宽度的限制选取设计吃水T时，支持度限制：受航道与港口水深的限制主要因素经济性、耐波性、操纵性、抗沉性、快速性、16.何谓船舶的主要要素？确定船舶主要要素应满足哪些基本要求？主要要素：船舶的排水量、主要尺度（船长、船宽、型深、吃水）以及船型系数（方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数）基本要求：(1满足浮力要求（2满足容量要求(3满足新船各项技术性能，包括快速性、稳性、操纵性、耐波性、强度（4满足用船部门（船东）对新船的使用要求（5满足客观条件（航区航线、港口和建造厂）对新船主要要素的限制（6努力提高新船的经济性17.试述载重型船确定主尺度的步骤？1排水量估算：（1载重量系数法（2诺曼系数法2主尺度初选（1按母型船比例换算（2利用有关统计式计算（3以L/B、B/T和Cb（或直接以L、B和Cb）为自变量，进行计算3技术性能校核与主尺度调整（1重量校核（2舱容及最小干舷校核（3稳性和横摇周期校核（4航速校核18.试述布置地位型船确定主尺度的步骤？1按布置要求初选主尺度（1确定新船装箱的行、列、层数（2选船长L（3选船宽B（4选型深D 2排水量△估算（1估算空船量LW（2估算DW（3估算新船排水量 3方形系数Cb的确定 4技术性能校核六19.型线设计应着重注意哪几点？（1）保证设计船具有良好的航海性能；（2）满足总布置要求；（3）考虑船体结构的合理、简易以及施工、维修的方便。

20.船舶横剖面面积曲线具有哪些特征参数？（1）棱形系数Cp和中剖面系数Cm；（2）浮心纵向位置Xb；（3）平行中体的长度和位置，最大横剖面位置；（4）横剖面面积曲线的端部形状21.选取棱形系数Cp时应考虑哪些因素？实船设计中如何选取Cp？应考虑（1）对阻力的影响；（2）对总布置与建造工艺的要求低速船和中速船选取小的Cp，高速船选取适当大的Cp，在施工方面Cp太小将给建造带来困难22.描述设计水线的形状特征与参数有哪些？如何选择？（1）首端形状：根据相对速度由慢到快的变化由凸形到直线形，到微凹形，再到直线形2）尾端形状：为了避免水流分离而发生漩涡，尾端要求保证顺滑；通常尾端型线以直线形为佳，水线反曲处也应避免斜度过大，注意顺滑过度设计水线应盖住螺旋桨和舵，以利螺旋桨的安全和避免桨叶工作时吸入。