毕业答辩——船舶设计原理.doc

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1、船舶设计原理1.分析船的实际吃水大于设计吃水,原因可能有哪些?对船的性能将产生什么影响? 原因：计算误差，设备增加，材料代换或主尺度偏小等导致。影响：稳性下降，抗沉性下降，快速性下降，操纵性和螺旋桨效率增大。2.在什么情况下需要加固定压载?分析固定压载与压载水作用是否相同?固定压载的作用在于降低船的重心以提高稳性，增加重量以加大吃水，必要时也用以调整船的浮态。压载水：提高空载稳性，调整浮态。3.分析尾倾对船性能的影响?改变水下艏艉形状影响阻力。低速：产生额外漩涡阻力；高速：适当尾倾可减小阻力，改善航向稳定性，可获得较大的浆浸深和艏部干舷。4.最小干舷船与富裕干舷船有何不同?最小干舷船：对于货船

2、，如运载积载因数小（C0.25，或方形系数小于0.6时无平行中体。一般说来，对航速较低，而没有平行中体的船，其最大横剖面位置在船中处。随着Fn加大提高到一定数值以后，Amax向后移动。如高速舰艇，快速民船大多在中后5%Lpp左右处。值得提出的是，L/B较小的小型船舶，如渔船、拖船，有时考虑曲流段水流和顺，Amax还要设在船中前3%Lpp左右的范围内。8.为什么航速较高的船通常采用方尾船型？ 艉部纵剖线坡度缓和近于直线，减少尾流能量损失，增加船长的虚长度，降低阻力，水线面系数较大，有利于稳性，对桨起保护作用，艉部排水体积较大，减少航行中的尾倾，尾甲板宽敞，使布置和结构简单，便于建造。9.按机舱位

3、置划分有几种船型？简述尾机型优缺点。 中机型，尾机型，中尾机型，中前机型。 优点：对干货船，尾机型可使中部方整的船体设置货舱，便于装货理货，散装货船便于清仓，且有利于货仓口的布置，以提高装卸效率，合理地利用船体空间，这对于提高货船的经济效益非常有利。此外，尾机型可缩短轴系长度，提高轴系效率，降低造价，且不需设置轴隧舱而使仓容有所增加，并有利于结构的连续性与工艺性。对于油船，尾机型船的轴隧可不通过货油舱，可使货油舱都相毗连设置，便于管路布置，有利于防火安全，且船体结构也有更好的连续性。 缺点：浮态调整比较困难，因机舱的单位体积重量比货物轻，船满载时重心偏前，易出现首倾，而压载航行时又重心偏后，出

4、现尾倾。此外，适居性差，因上层建筑位于机舱之上，尾部的震动及纵摇，与升沉幅值及加速度大，使船员容易感到不适。且机舱布置较困难，对型线较瘦的集装箱船，滚装船及快速杂货船，更是这样。另外，对有抗沉性要求的船舶，因机舱相对较长，不易满足规范的要求。10.为什么设双层底？确定双层底应考虑那些因素？设置双层底，有利于搁浅触礁时的安全性，且可以作为燃油，清水及压载水舱之用。对大中型船舶的总纵强度也有很大作用。确定双层底的高度应考虑的因素为：对内底起保护作用；便于人员施工， 满足管路安装检修的的要求，记及油水舱容积上的需要。一般双层底高度以满足规范要求，兼顾施工及油水仓容需要，等于或略大于根据规范计算所得之

5、值为宜。双层底的型式因船类不同而有区别，杂货船的内底常做成水平的，或从舭部向下倾斜。散装谷物船和运煤船的内底，常做成向两舷升高的形式，以便减少卸货时的清仓工作量，矿砂船因其所需的货仓容积较小，且为避免货仓容积过低，初稳性过高，在货仓底部一段宽度内，双层底常抬高很多，集装箱船一般只在边仓以及内部设双层底。11.上层建筑有几种型式？分析优缺点。上层建筑分为船楼和甲板室。船楼：增加了内部面积和有利于舱室布置，且有助于提高船的安全性；但由于上甲板没有外走道，人员不能在上甲板上自首至尾通行，必须经过船楼内部或从上一层甲板上通过，有不便之处。甲板室：人员可以在上甲板自首至尾通行，且人员上下船方便，还有利于

6、旅客在外走道散步观赏。12.通常对船合适浮态是如何要求的？为什么？P208满载出港时，平浮或略有尾倾；压载航行时，首吃水Tf=2.53%Lpp，尾吃水Ta=0.60.7D（螺旋桨直径），有资料认为应该是0.8D。其他载况时，平浮或纵倾不大。13.确定型深D时，要综合考虑哪些因素？其中主要因素是什么？P245容积、抗沉性、稳性、耐波性，造价，限制因素。对载重型船：积载因数小按最小干舷决定D，积载因数大按舱容决定D。 对容积型船：D取决于上甲板以下各层甲板及舱室高度。对小型船：选D应注意重心高度及风作用力影响。对有抗沉性要求的船：D应有足够的干舷值。对大型船：D应满足总纵强度要求，L/D值不宜过大

7、。14.简述载重型船“从个别扩充寻优”确定主尺度的一般步骤。粗估；选取各主要尺度和系数的第一次近似值；从各方面对主尺度进行第一次校核；调整主尺度；变方案估算，最后选取比较优良地方法。15.分析船体型线与总布置的关系。 总布置设计只有在船体型线确定以后才能继续进行下去，船主体内舱室的布置，特别对尾机型船的机舱；甲板面积及甲板上的设备，舱室的布置等都与船体型线有密切关系。16.船舶设计初始阶段为什么通常都要加排水量裕度？储备排水量与储备浮力是否相同？加排水量裕度原因：估算误差（空船重量的估算方法都是近似的）；设备增加（设计过程中船东提出增加设备室常有的事）；采用代用品（材料，设备规格的短缺等）。储

8、备浮力是指满载水线以上主体水密部分的体积。17.为什么对重心高度也要有储备？设计时如何考虑？ P51，52（重心高度影响船的稳性，如果在设计时重心高度估算过低，会造成实船的重心高度过高，初稳心高太低，需要加大量压载以降低重心，但又因船的干舷低，加固定压载虽然可使初稳心高升高，但静稳性曲线的特征数仍不能符合规范要求，造成很大困难。对那些稳性要求比较高，或者稳性不易满足的船舶，）为了保证其稳性，对重心高度要留一定储备。一般式将储备排水量的重心高度取在空船的重心处，有时考虑重心估算的误差及将来可能发生的重量变化，从提高船的安全性考虑，往往将整个空船的重心提高0.050.15m，作为新船重心高度的储备

9、，也可以根据船体钢料，舾装，机电设备的重心估算结果，分别取各自的重心储备。18.载重型船的主尺度确定后如何校核其是否满足舱容的要求 一方面按任务书的要求估算所需主体内容积，另一方面估算出船主体所能提供的货仓容积，进行比较。19.什么是容量图？它是如何做出来的？有什么用处？ 容量图表示全船主体内各舱的容积及形心位置。 核算抗沉性，稳性，浮态等使用方便起见。该图根据总布置图和邦戎曲线图来作。20.规范对客船，拖船稳性要求与一般货船有什么不同？ 对大中型客船，海损稳性是主要矛盾，通常初稳心高与船宽的比值在0.045到0.055范围。对小型客船，尤其是载客数目相对较多者，其主要矛盾通常是旅客移动时横倾

10、的限制，且因短途客船一般在中途加压在水，故满载时的初稳心高与船宽的比值应取得大一些，通常大于0.055. 对论述拖船初稳心高值的许多文献中，有关稳性横准的共同特点是：拖索作用力比例于主机功率，横倾力臂则比例于水力作用中心到托力作用中心的距离，在托力的力矩作用下的横倾角不超过甲板边进水角。21.载重型船与容积型船各自有哪些特点？设计载重型船第一步要解决重量与浮力平衡的问题，第二步校核舱容。容积型船主要要素的确定先从布置所需的地位入手，核算是否满足舱容与甲板面积的需要，确定合适主尺度，继而进行重量与浮力的平衡校核。22.对诺曼系数做简单的分析并说明其物理意义？N=，N代表每增加一顿载重量需要增加的

11、排水量，必有 N1，排水量增量大于载重量增量；N的大小取决于LW/的大小，一般载重型船 LW/小，N值小，容积型船LW/大，N也大。N的数值还随Wh、Wt、Wm的估算公式中的指数不同而变化。对设计船来说，为达到平衡所改变的主尺度不同，N值也不同。23.简要分析说明什么是船的最小干舷？为什么要规定船的最小干舷？对海船来说，就是根据海船载重线规范的有关规定计算得的Fmin值是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求。规定最小干弦是由于：1、减小甲板上浪。2、保证一定储备浮力。24.分析说明确定上层建筑的尺度应考虑哪些因素？（1）舱室布置：船舶居住舱室大都在上层建筑，此外生

12、活、工作、贮藏及某些机电设备也需要有足够的布置甲板面积等，这些是决定上层建筑尺寸的主要因素。（2）重心高度：对上层建筑发达的船舶，因其尺度对全船重心高度Zg有重要影响，而Zg过大将使船稳性不足，对船的使用性能及安全性不利。所以在设计中对上层建筑的增大加高一定要严加控制。（3）受风面积：上建过分庞大，导致风倾力矩大，影响船的大倾角稳性；此外，水上侧面积与船的水下侧面积之比值过大，使船受横风作用时，横漂严重，靠离码头困难加大。（4）驾驶视线：从驾驶员眼睛到首端舷墙顶点引一直线，通常把这一直线与水面（设计水线）的交点到首柱的区域称为“盲区”，盲区应尽量小些。（5）其他：诸如对上层建筑的总高度，受桥梁

13、或船闸高度的限制；船上层建筑各层的长度受露天甲板上设备布置及船员作业需要地位的影响等。25.简要的分析船长对快速性的影响？当排水量和设计航速已定时，选用较大的船长，必然使船宽、吃水做适当的减小。由于船体摩擦阻力与湿面积成正比关系，而湿面积正比于，显见增大L将使Rt增加。然而对兴波阻力Rw来说，由于B、T减小，Rw将下降，同时由于L/B增大，整个船型变得较瘦长，则不但Rw，且粘性阻力Rb亦将有所减小，因而剩余阻力Rr总是随L的增大而下降。由此可知，增大L的结果对Rt和Rr产生完全相反的影响。26.船主体内船舱划分要考虑哪些因素？（1）满足规范要求（2）船舱大小符合使用要求（3）各载况下有适宜的浮

14、态和稳性（4）考虑总纵强度、局部强度、振动、结构合理性以及建造的工艺性。27.分析说明为什么 值不能太小，也不宜过大？28.分析说明在进行型线设计时，对设计水线的形状加以控制的原因。（1）DWL形状对阻力R的影响较大。船航行时兴起波浪在水面附近，DWL对兴波阻力有重要影响，对Vs较高的船更是这样。（2）DWL对应于设计吃水Td，船的各项性能往往是以设计状态来衡准的，使用中的吃水TiTd，如果在Td时有较好的性能，一般也可望其他装在情况下能较好的满足要求。（3）从型线光顺的角度，设计水线处于水下部分与水上部分的分界线，控制设计水线形状对水下到水上的过渡和顺有重要作用。29.浮心纵向位置Xb与哪些因素有关？（1）阻力性能：Xb将面积曲线分成前后体，其比例不同对阻力有影响。前体形状与Rw关系较大，后体形状与Ra影响较大。在Fn一定或确定的Cp下应有对应于阻力最佳的Cpopt值。（2）纵倾调整：浮态对船的使用及阻力性能有影响，最好是通过总布置的舱室合理划分，布局调整达到适应浮态并使Xb出最佳位置附近。（3）特殊要求：如破冰船Xb在船中前很多，主要是要求首部胖，以利压冰。30.确定水上部分横剖型线应考虑的因素有哪些？（1）水下部分向水上部分过渡和顺，壁面突变，特别是在设计水线附近要注意。（2）首部适度外飘，可以较少船在波浪中航行时的甲板上浪与淹湿性。（3）甲板面积的需要。静力学