340TEU三峡新通道集装箱船方案设计 89页

'350TEU三峡新通道集装箱船方案设计学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日 摘要本次毕业设计所选择的题目是《350TEU三峡航运新通道集装箱船设计方案》，主要是根据优良的母型船来进行改造，结合在学校中学习到的知识，灵活地将其运用到实际的设计过程中,完成新船的船体部分设计工作。全文共分为7个部分来进行阐述，主要内容包括：船舶主尺度确定及优化、船体型线设计、船体总布置设计、快速性预报、稳性校核、干舷计算、吨位丈量七部分。船舶主要要素的确定是通过优秀母型船换算得到。船体型线设计是通过“1-Cp”法和迁移法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致，并对母型船艏艉部进行自行设计。总布置设计是以经济效益为要点，人性化地进行布置设计。稳性校核：浮态核算与调整，是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣海况下航行而不致船舶倾覆。干舷计算是保证船舶有足够的干舷，吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。关键词：三峡新通道；集装箱船；350TEU；设计方案AbstractThetopicofmygraduationdesignis350TEUcontainershipdesignofthenewchanneloftheThreeGorges.TheshipismainlyreformedbasedonthesuperiorparentshipswiththeknowledgeIhavelearnedinuniversity,whichrequiresmetoapplyittothepracticalprocesstocompletethedesignwork.Thereis7partstobeelaborated,themaincontentsinclude:determinationandoptimizationofthemaindimensionsoftheship,shiplinesdesign,generalarrangementdesign,propellerdesign,calculationofstability,calculationoffreeboardandtonnagemeasurement.Themainelementsoftheshiparemainlyconsideredfromexcellentparentship.Theshiplinesarereformedfromsuperiorparentshipwith“1-Cp”methodandmigrationmethodtomakethreedimensionssmooth,harmoniousandconsistent.Generalarrangementdesignistomeettherequirementsofbothcontainersandpeopleontheship.Stabilitycheckistoaccountandadjustthefloatingstateandmakesurethattheshiphasagoodfloatingstateundervariousloadingconditions.Propellerdesignistoobtainthebestelementsofthepropellerandmakeitmeettherequirements.Intactstabilityofshipensuresthattheshipisabletosailwithconditionwithoutshipcapsized.Thefreeboardcalculationsistoensurethattheshiphassufficientfreeboard.Theresultsoftonnagecalculationisthebasisofeconomicestimation.KeyWords:NewchanneloftheThreeGorges;Containership;350TEU;Design87 第1章绪论1.1课题研究背景长江是连接中国内陆和沿海地区的重要交通纽带，对中国的发展起着十分重要的作用。三峡工程提高了长江的通航能力，但是三峡船闸通过能力的不足已日益成为长江航运发展的阻碍[1][2]。尽快建设长江三峡水利枢纽船舶过坝新通道已成为亟待解决的课题[3][4][5]。本课题针对规划中的三峡新通道，着手研究能适应新通道的标准化集装箱船型，提高船舶营运效率，降低运输成本，提升内河航运竞争力。1.2国内外发展现状目前长江干线主力船型为散货船、液货船、集装箱船、商品车船。随着经济结构的转型，可预期集装箱船会有较大发展。从目前市场需求来看，集装箱船的大型化已经成为长江航运的主潮流[6][7][8]。在全球范围内，由于世界经济的复苏，新船的成交量和手持订单量逐渐增加，而小箱位的内河集装箱船已逐渐暴露出老龄化严重，运能不足的问题。1.3目的和意义通过对国内外内河集装箱船发展现状的分析，长江航运集装箱船的发展趋势主要体现在大型化和标准化等方面。标准化船型设计能加快船舶技术的进步，改善航运结构，保护长江水域及周边环境，保障水上交通安全[9][10]。本课题主要研究350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船并进行方案设计。1.4课题研究内容本次选题主要利用优良的母型船进行合理的改造完成新船的设计工作，设计内容包括船型和主要要素的确定及优化，船体型线设计，总布置设计，螺旋桨设计，液体舱容要素和典型载况下的稳性计算，吨位丈量，舾装数计算，干舷计算。1.5综述随着长江集装箱船大型化进程的加快，选题《350TEU三峡航运新通道集装箱船方案设计》这个题目既符合时势，又贯穿了我四年来所学的全部知识，让我得到最好的锻炼，对我将来的研究生学习产生极大的帮助。87 第2章任务书分析2.1船舶入级本船入级中国船级社，按“CCS”有关规范和法规入级、设计。2.2设计船舶的特点本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船，本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。航区为长江干线重庆以下航区。本船以装运固体散货为主，兼装包装的杂货，诸如小麦、大豆、羊毛等货物。布置地位型船舶对布置的要求是确定船舶主尺度时考虑的主要因素，集装箱船是布置地位型船，主尺度选取的主要依据是排箱方式。本船设计航速为18km/h，续航力约为2700km，自持力为8d。设备配备及成员编制按相关规范、规则及要求选定。2.3设计方法本船设计主要采用母型船改造的设计方法，根据优良母型船进行合理、科学的逐步近似设计。抓住主要问题、核心问题，确定正确设计思想，分析并解决设计船的技术与经济矛盾[11]。本船按布置型船舶设计，其设计流程图如后页框图2.1所示：图2.1布置地位型船舶设计流程图87 2.4一些主要的设计思想(1)通过布置需求、限制条件及相关规定等初步选取主尺度，在满足限制条件及相关规定的前提下，应尽量布置更多的集装箱，以提高经济效益。(2)采用尾机型，利于主船体内压载水舱的布置，减少主机的传动损耗。(3)总布置设计过程中以满足生活基本要求为前提，尽量保证集装箱的装载，以保证经济效益。(4)为降低空载重心，增加空载吃水，设有底边压载水舱，以便重心过低时调高重心。(5)在设计中应使设计船达到设计任务书中规定航速要求的同时，力求所选择的主机功率最小，降低机电设备费用。在选定主机功率的情况下，应力求达到较高的航速，缩短航行周期，增加航行次数，从而获取更多的经济效益。87 第3章全船设计概述3.1船型及基本情况本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船，本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。首部三层甲板室，货舱区域为双舷侧结构。3.2设计依据的规范和规则本船的船体设计和建造参照以下规范:—中国船级社（CCS）《钢质内河船舶建造规范》（2016）[12]—中华人民共和国海事局（CHINAMSA）《船舶与海上设施法定检验规则》（内河船舶法定检验技术规则）（2011）[13]3.3载箱量及航速本船的设计载箱量为340TEU，货舱区排箱为13×5×5，尾部为1×5×3。在静水中、风力不超过蒲氏3级的满载试航速度为18km/h，续航力约为2700km，自持力为8d。3.4主要要素总长：107.64m方形系数：0.887设计水线长：105.031m棱形系数：0.898垂线间长：103m中横剖面系数：0.987型宽：16.2m水线面系数：0.950型深：5.4m主机型号：TBD234V16设计吃水：4.6m主机转速：1500r/min设计排水量：6860.1t主机额定功率：510kW浮心纵向位置：-0.406m主机台数：2梁拱：0.384m齿轮箱型号：GWC30.32首舷弧：0.2m齿轮箱减速比：6尾舷弧：0.37m船员定额：10人3.5甲板间高主甲板至艏楼甲板：2.20m；艏楼甲板至居住甲板：2.20m；居住甲板至驾驶甲板：2.20m；驾驶甲板至顶棚甲板：2.20m。3.6稳性及干舷本船干舷和稳性均符合《船舶与海上设施法定检验规则》（内河船舶法定检87 验技术规则）（2011）（以下简称法规）的要求。本船在设计吃水4.6m时的干舷为800mm。3.7船员定额根据《内河船轮机部和客运部最低安全配员表》[14]计算船员配额如下：3.7.1甲板部本船功率在441千瓦以上未满1500千瓦，连续航行时间超过16小时，综合考虑设船长、大副、二副各1人，值班水手2人，共5人。3.7.2轮机部本船功率在441千瓦以上未满1500千瓦，连续航行时间超过16小时，综合考虑设轮机长1人，轮机员2人，值班机工2人，共5人。全部船员共计10人。3.8排水量及吨位3.8.1排水量本船在满载设计吃水时，排水量为6860.1t，载箱量为340TEU，综合调研情况平均箱重为16t，载货量为5440t。3.8.2吨位吨位根据法规第3篇第2章要求计算。总吨位GT=2788净吨位NT=18123.9总布置概况全船共设8道水密横舱壁，分别位于#-0.5、#4、#15、#20、#66、#112、#157、#161肋位。依次设置尾尖舱、舵机舱、机舱、燃油舱（左右）、滑油舱、空舱、第六侧压载水舱（左右）、第二货舱、第五侧压载水舱（左右）、第四底压载水舱（左右）、第四侧压载水舱（左右）、第三底压载水舱（左右）、第一货舱、第三侧压载水舱（左右）、第二底压载水舱（左右）、第二侧压载水舱（左右）、第一底压载水舱（左右）、第一侧压载水舱（左右）、艏压载水舱（左右）、艏泵舱、锚链舱、艏尖舱。首升高甲板以上设三层甲板室，各层甲板之间设有梯道。(1)主甲板下尾～#-0.5：尾尖舱#-0.5～#4：舵机舱#4～#15：机舱#15～#18：燃油舱（左右）、滑油舱#18～#20：空舱87 #20～#83.5：第二货舱#20～#43：第六侧压载水舱（左右）#43～#66：第五侧压载水舱（左右）、第四底压载水舱（左右）#66～#89：第四侧压载水舱（左右）、第三底压载水舱（左右）#89～#112：第三侧压载水舱（左右）、第二底压载水舱（左右）#112～#135：第二侧压载水舱（左右）、第一底压载水舱（左右）#135～#157：第一侧压载水舱（左右）#83.5～#157：第一货舱#157～#161：艏压载水舱（左右）#161～#165：艏泵舱#165～#167：锚链舱#165～艏：艏尖舱(2)首部上层建筑及甲板室主甲板：#157～#163，设有厨房、餐厅、储物间和净水房，其中储物间设有淡水柜，净水房设有净水器；#165～#169，设有油漆间和木工间。艏楼甲板：#157～#163，设有轮机长室、2间双人间、浴室和卫生间。居住甲板：#157～#163，设有船长室、2间双人间、浴室和卫生间。驾驶甲板：#157～#160，设有海图室、储物间；#160～#165，设有驾驶室。顶棚甲板：设雷达桅一根。(3)尾部上层建筑#4～#8：二氧化碳间（左）、储物间（右）#8～#12：应急消防泵舱（左）、蓄电池间（右）#12～#16：电工间（左）、卫生间和浴室（右）#16～#20：机修间（左）、值班室（右）3.10肋距全船肋距均为600mm。3.11主要设备及其参数3.11.1主机主机型号：TBD234V16额定功率：510kW额定转速：1500r/min重量：2745kg长×宽×高：2525mm×1200mm×1230mm燃油耗油率：g1=196g/kWh数目：2台3.11.2减速齿轮箱87 齿轮箱型号：GWC30.32减速比：6传递能力：0.5-1.39kW/r/min质量：1465kg3.11.3螺旋桨桨径：2.288m盘面比：0.425螺距比：0.608桨型：MAU叶片数：4材料：镍锰青铜旋向：右旋转速：250r/min3.12主要舾装设备3.12.1锚泊设备本船舾装数为2638，按中国船级社《钢质内河船舶建造规范》（2016）（以下简称规范）第1篇第3章第4节的要求配备锚泊设备。(1)锚：首锚采用斯贝克锚2口，每口锚重1550kg。尾部有系泊钢索。(2)锚链：CCSAM2级有档电焊首锚链，链径Φ34mm，总长度为385m。3.12.2系泊设备本船舾装数为2638，按规范第1篇第3章第4节的要求配备系泊设备。系船索4根，最小破断力229KN。3.12.3舵设备本船采用矩形双支承襟翼舵。舵参数如下：舵面积系数：2%舵面积：9.476m2展舷比：1.8平衡系数：0.26展长：2.92m舷长：1.62m3.12.4消防设备消防设备按法规的要求配备。本船配有水灭火系统及固定CO2灭火系统各1套。3.12.4.1水灭火系统(1)消防泵和消防总管的布置2台独立驱动(2)消火栓的数量和位置参照母型船的防火控制图本船设20个消火栓(3)消防水带和消防水枪5根消防水带和5支消防水枪3.12.4.2固定式气体灭火系统87 (1)灭火器全船配有手提灭火器12个，手提泡沫枪1个，气体灭火器3具，消防水桶12只。(2)消防员装备配备消防员装备2套3.12.5救生设备消防设备按法规的要求配备。3.12.5.1救生艇、筏和救助艇的配备在艏楼甲板左右舷各配备1艘救生筏。3.12.5.2个人救生设备的配备本船配备26个救生圈，其中4个为带自亮灯救生圈，2个为带自亮灯和烟雾信号救生圈，并布置在驾驶室附近，上层建筑每层每舷布置2个救生圈，其中1个为带救生浮索的救生圈。配备10件救生衣，10件救生服，且每件救生服上均配备救生衣灯。3.12.5.3其他救生设备的配备本船需配备手提式救生抛绳器4具；备12枚认可的火箭降落伞火焰信号存放于驾驶室附近；一套应急报警系统。3.12.6无线电通信设备本船为大于1000GT的货船，应配备2台代号为VHF频率为156～174MHZ工作类型为F3E的甚高频无线电话，1台对外扩音装置，和1台航行信号安全接收装置。3.12.7航行设备本船按照法规第5篇第6章相关规定来配置：1个磁罗经，1个雷达，1个探测仪，2个探照灯，1个舵角指示器，1个主机或螺旋桨转速指示器，1个探测手锤，1台A级船载自动识别系统。3.12.8信号设备本船按照法规第5篇第7章相关规定来配置。3.12.8.1号灯根据表7.2.2.1进行配备，1个白桅灯，1个红舷灯，1个绿舷灯，1个白光尾灯，1个白环照灯，2个红环照灯，1个绿环照灯，1个红闪光灯，1个绿闪光灯，1个白闪光灯。配备两盏白环照灯作前、后锚灯，前锚灯高于后锚灯。3.12.8.2号型和号旗按照表7.2.1配备型号：2个号型。按照表7.2.2配备号旗：1面本国国旗2号，1面本国国旗3号，1面红旗，一面手旗。3.12.8.3声响信号器具87 根据表7.4.2.1配备声响信号：1具大型号笛，1具号钟，1具号锣。87 第4章主要要素估算及优化4.1排箱本船是布置地位船，通过布置草图确定主尺度。布置草图如图4.1，排箱方式为：货舱部分13×5×5，尾部1×5×3，共340TEU，集装箱型号为1CC，尺寸为6.058m×2.591m×2.438m。图4.1布置草图4.2初步选取主尺度通过布置需求、限制条件及相关规定等初步选取主尺度。4.2.1布置需求货舱区集装箱有13行，货舱长度应大于6.2×13=80.6m，考虑到集装箱之间的间隙，货舱长度应大于81m；集装箱所需货舱开口宽度为B1=12.5m，根据规范开口宽度应小于0.8B，计算得船宽应大于15.625m。4.2.2限制条件4.2.2.1船型主尺度系列三峡航运新通道集装箱船型主尺度系列如表4.1，本船为三峡新通道350TEU载箱量级集装箱船，参照图中载箱量级为300TEU的主尺度。总长Loa应在105-110m范围内；型宽B应在16.2m左右，可下浮2%；吃水d应在4.3-5.5m范围。表4.1三峡航运新通道集装箱船型主尺度系列船型载箱量（TEU）总长Loa（m）船宽Boa（m）设计吃水（m）集装箱船15075-8813.82.2-3.520085-88152.8-3.525085-8816.32.8-4.3300105-11016.34.3-5.587 （续表4.1）550110-13519.25.5650110-135225.5750110-135255.54.2.2.2航道、过闸及过桥限制长江航道、船闸、桥梁现状如表4.2、表4.3、表4.4。表4.2长江干线航道规划表（2020年）长江干线航道规划表（2020年）河段里程(km)最小维护标准尺度(水深×航宽×弯曲半径)水富～重庆4022.7×50×560重庆～城陵矶10663.5×150×1000城陵矶～武汉227.53.7×150×1000武汉～安庆402.54.5×200×1000安庆～南京3066.0×200×1050南京～太仓28910.5×500×1050太仓～长江口14512.5×500×1050表4.3船闸船闸集泊长度（m）集泊宽度（m）槛上最小水深（m）葛洲坝一号船闸26632.85葛洲坝二号船闸26632.85三峡大坝永久船闸26632.85.0（当坝前水位不低于144m时）葛洲坝三号船闸11817.23.5三峡大坝升船机11017.23.5表4.4长江干线桥梁桥　名通航净高（m）桥　名通航净高（m）桥　名通航净高（m）江阴长江大桥50巴东长江公路大桥18苏通长江大桥62润扬长江大桥50巫山长江公路大桥18长江南京段过江通道1887 （续表4.4）南京长江二桥24云阳长江公路大桥18鄂东长江公路大桥24南京长江三桥32万州长江公路大桥24武汉阳逻长江大桥24南京长江大桥24忠县长江大桥18武汉天兴洲长江大桥24芜湖长江大桥24丰都长江大桥24荆岳长江公路大桥18铜陵长江公路大桥24涪陵长江大桥24宜昌铁路大桥18安庆长江大桥24长寿长江铁路大桥18奉节长江公路大桥18九江长江大桥24重庆地维长江大桥19忠县石柱长江大桥18黄石长江公路大桥24重庆大佛寺长江大桥18万州长江公路二桥18鄂黄长江公路大桥24重庆长江公路大桥18万州长江铁路大桥18武汉长江公路二桥22重庆鹅公岩长江大桥18重庆石板坡长江大桥18武汉长江大桥18重庆李家沱长江大桥18重庆菜园坝长江大桥18武汉白沙洲大桥18重庆白沙沱长江大桥19.1重庆王家沱大桥18武汉军山长江大桥18重庆马桑溪长江大桥18涪陵石板沟长江大桥18荆州长江公路大桥18江津长江公路大桥18涪陵李渡长江公路桥18枝城长江大桥18泸州长江公路大桥10江津观音岩长江大桥1887 （续表4.4）宜昌长江公路大桥18泸州隆纳长江大桥18泸州长江公路三桥18宜昌夷陵长江大桥18泸州长江铁路大桥18江安长江公路大桥18葛洲坝三江公路大桥18杨中长江大桥10宜宾长江公路大桥18西陵长江大桥20扬中长江二桥18本船航线是重庆到上海，只需考虑该航线的航道和桥梁，其中包括三峡大坝和葛洲坝。航道限制：根据表4.2，重庆以下航区船宽应小于150/2=75m；设计船20年以后才能用上，可能水深会变大，所以只在经济性计算时才进行变吃水计算，即吃水按丰水期4.5m、枯水期4m计算。船闸限制：根据表4.3，新航道的船闸、升船机尺度会比现在更大，兼顾现况和未来，船长小于110m即可，船宽小于17.2m即可；升船机吃水不超过3.5m，船闸内吃水不超过5m，兼顾现况和未来，吃水小于5m即可。桥梁限制：根据表4.4，重庆以下航区考虑到过桥限制，船高不超过18m。4.2.2.3相关规定本船航线途经A、B级航区，根据规范中对于A、B级航区主尺度比的规定，L/D应不大于25，B/D应不大于4.0。根据规范，双层底高度h=27+47B1=0.6145m，且不小于0.7m，不大于1.5m。4.2.3主尺度估算4.2.3.1船长货舱长度为81m，艏尖舱长度为0.05Lpp，尾尖舱长度为0.04Lpp，机舱长度为1.835+5=6.835m，上层建筑长度为7m，根据方程Lpp=Lc+La+Lf+Lm+L0计算得Lpp=103.775m。综合以上考虑，初取Lpp=105m，Loa=110m。舱室初步划分如下：货舱81m，艏尖舱5m，艉尖舱5m，机舱7m，上层建筑7m。4.2.3.2船宽船宽应大于15.625m，且应在16.2m左右，可下浮2%，综合以上考虑，初取B=16.2m。4.2.3.3吃水吃水应在4.3-5.5m范围内，且应小于5m，综合以上考虑，初取吃水d=4.5m。4.2.3.4型深型深应大于4.2m，综合干舷考虑，初取型深D=5.5m。87 4.2.3.5方形系数本船航速v=18km/h，Fn=VgL=0.156，根据亚历山大公式Cb=C-1.68Fn，其中C取1.08，估算得Cb=0.818，实取Cb=0.82。4.3初步选取主机4.3.1二因次换算阻力根据傅汝德相似换算得母型船航速，根据母型船阻力实验结果插值得相应速度下的剩余阻力系数Cr，如表4.3、表4.4。根据傅汝德相似，设计船Cr与母型船Cr相等，通过二因次换算法可计算出设计船的总阻力Rt和有效功率Pe，如表4.5。表4.3母型船阻力试验结果表4.4线型插值计算Cr母型船Cr线性插值航速151615.90687183Cr0.0009880.0011010.001090477表4.5二因次换算法v15Lwl108.24787 S2323.639Re539241918（续表4.5）Cf0.00165Cr0.00109Rf59.6888Rr31.673Rt91.362Pe537.4244.3.2选取主机根据有效功率与主机功率的关系可算得主机功率，如表4.6。由于本船是双机双桨船，所以按照总功率的一般选取主机，主机参数如表4.7。表4.6计算主机功率选取主机功率船身效率ηH1.09927相对旋转效率ηR1.029敞水效率η00.5轴系传送效率ηS0.98主机功率P969.620选取主机功率P1000表4.7选取主机的参数机型主机型号主机转速主机功率单位油耗外形尺寸（mm）高速机TBD234V1221005002031835*910*11304.4重力和浮力的平衡4.4.1估算空船重量空船重量LW包括钢料重量Wh，舾装重量Wo和机电重量Wm。其中Wh和Wo用立方模数法根据母型船换算，Wm根据主机功率估算，其中CM取6，如表4.8。表4.8空船重量估算母型船设计船LBD9234LBD9413.25Wh852.83Wh869.385Wo154.84Wo157.845P1000CM6Wm221.238空船重量LW=Wh+Wo+Wm=1248.469t4.4.2估算载重量87 载重量DW包括载货量Wc，燃油储备量Wf，滑油储备量Wl，人员、行李、食品、淡水、备用品、锅炉水重量。其中，平均箱重根据市场调查情况取16t；根据《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》中相关规定，安排甲板部船长、大副、二副各1人，水手2人，轮机部轮机长1人，轮机员2人，机工2人，一共10名船员；重庆到上海航线里程共2436km，因此续航力取2700km；航行时间为2700/18=150h，上海装卸效率为1000t/h，重庆装卸效率为400t/h，三峡大坝和葛洲坝待闸时间各为6h，即自持力为（150+340×16/1000+340×16/400+2×8）/24=7.71d，考虑一定的裕度，自持力取8d；一切燃油耗油率g0取主机耗油率的1.2倍，风浪影响系数k取1.2，滑油量取燃油量的3%；备用品取空船重量LW的1%；在淡水储备量考虑适当裕度后，炉水重量可不计。具体计算表见表4.9。表4.9载重量计算表集装箱总数Nt340主机耗油率（kg/kW/h）0.203平均箱重Wo16一切燃油装置耗油率g00.2436载货量Wc(t)5440主机常用额定功率P11000船员数10航行时间t（h）150续航力（km）2700风浪影响系数k1.2自持力（d）7.71燃油储备量WF43.848自持力实取8润滑油储备量WL1.315人员（65kg/人）0.65在淡水储备量考虑适当裕度后，炉水重量可不计行李（50kg/人）0.5食品（3.5kg/人/d）0.28合计DW5505.078淡水（75kg/人/d）6备用品取0.01LW12.484排水量裕度ΔW取3%LW=37.454t。4.4.3调整主尺度平衡重力和浮力总重量W=LW+DW+ΔW，排水量Δ=ρkLppBdCb，其中附体体积系数k取1.008，误差为（W-Δ）/Δ×100%。主尺度调整前误差计算如表4.10。表4.10主尺度调整前重力与浮力主尺度调整前Lpp105LBD比值0.981B16.2Wh869.385d4.5Wo157.846D5.5Wm221.238CB0.82LW1248.469ΔW37.454DW5505.078船体总重量W679187 排水量Δ6365.958（续表4.10）误差6.677%分析表4.11误差太大原因，考虑到Cb是有亚历山大公式估算而得，极其粗略，而L、B、d受限较大，主要考虑增大Cb辅以减小D，用诺曼系数法调整重力与浮力平衡，调整后的主尺度见表4.11。表4.11调整后的主尺度主尺度调整后Lpp105LBD比值1.018B16.2Wh837.771d4.5Wo152.106D5.3Wm221.238CB0.87LW1211.115ΔW36.333DW5504.704船体总重量W6752排水量Δ6754.126误差-0.029%增大Cb会使船水下部分变肥，由于本船是低速船，所以适当牺牲快速性而提高经济性是合理的；减小D之后还有800mm的干舷，根据法规查得基本干舷为726mm，暂不考虑修正值，干舷依然足够，虽然会损失总纵强度，但是能提高回转性，本船是内河船，对回转性要求较高，所以合理。4.5估算重心高度空船重量的各部分重量重心高度根据型深比用母型船换算，见表4.12，集装箱重心高度按布置情况（双层底高度为900mm）计算，人员、行李、食品、备用品重心高度按甲板上1m计算，燃油、滑油、淡水重心高度按型深的3/5计算，最后将各部分重心高度按重量加权计算得整船的重心高度，具体见表4.13。表4.12换算重心高度母型船重心设计船重心型深6型深5.3船体3.792船体3.350舾装7.115舾装6.285轮机3.12轮机2.756电器5.5电器4.858储备4.8储备4.24表4.13估算重心高度　重量Z87 船体837.7713.350（续表4.13）舾装152.1066.285轮机194.3512.756电器26.8874.858储备60.5564.24货舱区集装箱54107.378尾部集装箱307.891人员0.656.3行李0.56.3食品0.286.3备用品12.1116.3燃油43.8483.18滑油1.3153.18淡水63.18总重6776.375Z6.6534.6初稳性校核水线面系数Cw=（1+2Cb）/3。型线较为U型横剖面，a1=Cw/（Cw+Cb）；水线较为丰满，a2=（Cw（0.17Cw+0.13）^2）/Cb；GM=a1d+a2B^2/d-Z。计算见表4.14。表4.14初稳性计算CW0.913a10.512a20.084GM0.6184.7横摇周期校核根据法规，B/d=3.622＞2.5，f=1+0.07（B/d-2.5）=1.0786，Tφ=0.58f√（B^2+4Z^2）/GM=16.747。4.8经济性校核4.8.1年收益年收益分丰水期和枯水期计算，年营运率为310d/y，按枯水期1/4、丰水期3/4计算。枯水期吃水为4m，可算出对应的排水量以及载箱量。枯水期会在途经港口武汉卸货以此，比丰水期多停留一次，航行时间为7d，到港停留时间为6d，因此丰水期跑完全程时间为13d，枯水期为19d，87 由此可算出丰水期全年可航行18次，枯水期可航行4次。根据载箱量和载货量可算出轻箱和重箱的数目，重箱取25t，1300元，轻箱取2t，300元，即可算出年收益，具体见表4.15。表4.15年收益计算枯水期吃水4排水量6003.668卸货量750.458卸货箱数46.903设计卸货TEU47设计卸货量752设计排水量6002.126营运率310枯水期(d)77.5丰水期(d)232.5航行时间7到港停留时间6枯水期跑全程的时间19丰水期跑全程的时间13枯水期航行次数4.079丰水期航行次数17.885设计枯水期航行次数4设计丰水期航行次数18载箱量TEU293载箱量TEU340载货量3750.4载货量4352重箱（25t)138重箱(25t)160轻箱(2t)155轻箱(2t)180重箱运价（1300元）179400重箱运价（1300元）208000轻箱运价（300元）46500轻箱运价（300元）54000总运价（W）22.59总运价（W）26.2年收益（万元）561.964.8.2年成本年成本包括船舶造价，燃油滑油费用，折旧费，修理费，物料费，保险费，港口使用费，事业规费，税金，贷款，船员工资。其中船舶造价为1.2LW，具体费用如表4.16。表4.16年成本续航力（km)2700船舶造价（W）1453.338枯水期功率924.482枯水期燃油量40.536丰水期燃油量43.848年燃油量951.410燃油单价6000燃油费用570.846滑油燃油比例0.03润滑油费用17.125残值72.667折旧69.033保险费14.533修理费物料费72.667事业规费224.784港口使用费25.288贷款256.052税金30.908船员工资100年成本1381.2384.8.3RFR87 RFR指不亏不盈时，价格=年成本/年运货量。即RFR=1381.238/93337.6=147.983万元/吨。4.9绿色性校核根据EEDI评估指南[15]计算AttainedEEDI并与RLV、0.85RLV、0.7RLV进行比较可校核绿色船舶级别。其中计算功率为主机功率的0.75倍，SFC为燃油消耗率，CY为燃油CO2转换系数，由于本船未使用气体燃料，故SFCg和CQ为0，载运能力为载货量的0.7倍，Vref为75%功率下的航速，Pae为辅机计算功率取主机计算功率的5%。计算结果见表4.17。表4.17EEDI额定功率500主机台数柴油2计算功率375SFC203SFCg0CY3.206CQ0载运能力0.73808Vref8.831Pae50SFCae203EEDI15.482a2940b=DWT5440c0.5914RLV18.160.85RLV15.4350.7RLV12.7120.85RLV＜EEDI＜RLV，属于绿色船舶Ⅰ级。4.10主尺度优化利用C++编程计算，以主尺度为变量，以浮态、稳性、横摇周期、经济性、绿色性等指标加权后为函数，给定变量（即主尺度）范围，通过最优化计算确定最优的主尺度，结果见表4.18。考虑到工艺性，船长选取为整数，见表4.19。C++程序见附录。表4.18优化结果L108MP16909.514B16.2MP26847.175d4.6P102087 （续表4.18）D5.4J0.792CB0.89GM0.465Lpp103.194T19.19Wh892.972EEDI14.261Wo161.913RLV18.014Wm186.2RFR112.528LW1332.531FCR3.7125DW5514.643PGTX1272.843表4.19主尺度最终修改值L108B16.2d4.6D5.4CB0.89Lpp103Δ6885.898LW1368.864DW5504.701W6873.565P1020相应的，新选用的主机参数如表4.20。表4.20新主机参数机型主机型号主机转速主机功率单位油耗外形尺寸（mm）高速机TBD234V1615005101962525*1200*123087 第5章型线设计5.1概述型线设计是总体设计的一项重要内容，船舶主尺度和船型参数对船舶性能影响很大，但这些参数主要是确定船舶形状，而船舶型线却与船舶浮态、快速性、稳性、内部结构布置、以及施工工艺、美观等方面息息相关。相同的主尺度，不同的线型，有时候性能相差会很大。型线设计必须考虑到下属四个方面：(1)要保证良好的航行性能一般来说，船舶型线在满足有足够的浮力之外，还要从快速性、耐波性、稳性等方来考虑船体水下部分的型线，同时水上部分的外形和尺寸要与水下部分型线在几何空间上合理搭配。(2)满足总布置要求总布置设计所需的甲板面积、船舱尺寸、机舱和机械设备的布置以及浮态调整等对型线设计都提出了要求，在满足总布置要求的前提下，例如布置上的经济、合理、实用、安全等方面，接着再来考虑调整线型来提升性能。(3)考虑船体外形的工艺性以及美观性在型线设计中，船体外形尽量避免复杂的船体形状，不然不仅增加了建造难度，同时难以保证施工质量。在设计型线时还要考虑型线与上层建筑之间的相互协调性，外观要充分体现船舶的特性。(4)外观造型水线以上的首尾轮廓线、甲板边线应考虑美观和造型方面的要求。5.2绘制母型船型线图本船型线设计整体上采用母型船改造法，局部进行自行设计，所以首先根据母型船型值表绘制出母型船的型线图，如图5.1。图5.1母型船型线图5.3改造母型船型线5.3.1主尺度不同由于设计船与母型船主尺度不同，应按尺度比（表5.1）将母型船型线进行放缩，结果如图5.2。87 表5.1尺度比母型船设计船比值L71L1031.450B12.4B16.21.306d2.6d4.61.769图5.2放缩后的型线图5.3.2Cp不同由于设计船与母型船Cp不同，因此采用“1-Cp”法改造型线。5.3.2.1生成横剖面面积曲线首先将横剖线图中各站在设计水线下的形状建成面域并测出面积。将各站面积除以平行中体横剖面面积即无因次化，以站号为横坐标，无因次化后的横剖面面积为纵坐标，绘制出横剖面面积曲线。表5.2生成横剖面面积曲线坐标站号横剖面面积无因次化XY坐标01984788.5080.0530537.9430,537.943110234295.590.2775002773.831500,2773.831225109322.880.68010006805.4531000,6805.453332292029.230.87515008752.2031500,8752.203435186125.380.95320009536.5982000,9536.598536570698.130.99125009911.8632500,9911.863636872961.480.99930009993.7863000,9993.786736895885.6813500100003500,10000836895885.6814000100004000,10000936895885.6814500100004500,100001036895885.6815000100005000,100001136895885.6815500100005500,100001236895885.6816000100006000,100001336616211.610.99265009924.1996500,9924.1991436162451.450.98070009801.2157000,9801.2151535096128.320.95175009512.2067500,9512.2061632663981.370.88580008853.0148000,8853.01487 （续表5.2）1727390256.480.74285007423.6618500,7423.6611818971697.720.51490005141.9549000,5141.954198408654.0480.22895002279.0229500,2279.022200010000010000,05.3.2.2“1-Cp”法改造横剖面面积曲线本船为0.89较大，为了防止Cp过大，应将Cm适当取大，本船Cm取0.987，Cp=Cb/Cm=0.9017。根据设计船Cp和母型船Cp的差值进行改造，如图5.3。图5.3“1-Cp”法改造横剖面面积曲线5.3.3Xb不同由于设计船与母型船Xb不同，因此采用迁移法改造横剖面面积曲线。5.3.3.1选取设计船Xb的选取要综合浮态（即重心与浮心的纵向位置关系）和快速性考虑。首先计算重心纵向位置Xg，见表5.3、5.4、5.5。87 表5.3按船长比换算空船重量部分重心纵向位置母型船重心设计船重心船长95船长103空船重量重心纵坐标-2.067空船重量重心纵坐标　-2.241表5.4船长方向舱室布置船尾艉尖舱机舱货舱首部上层建筑艏尖舱船首22982643表5.5估算Xg　重量X空船重量1368.864-2.241货舱集装箱54100.5尾部集装箱30-46.5人员0.6545行李0.545食品0.2845备用品12.11145燃油43.848-42滑油1.315-42淡水645总重6873.568Xg-0.477-0.46%单桨船最佳浮心位置图谱见图5.4，双桨船向船后平移1%。本船为低速船，因此适当牺牲快速性而更多地考虑平衡浮态是合理的，故设定Xb=Xg。图5.4单桨船最佳浮心位置5.3.3.2迁移法改造横剖面面积曲线87 根据设定的Xb和“1-Cp”法改造后的横剖面面积曲线的形心Xb0之间的差值改造横剖面面积曲线。具体见表5.6，图5.5。表5.6生成迁移法后的横剖面面积曲线坐标浮心B0X4894.3550.41Y4780.83设计浮心BX4937.1851.02BB042.8234c0.008957站号YσXXX"Y"迁移后坐标　　0.00537.940.000.000.00537.940,537.943　　1.008129.0772.81500.00572.818129.07572.814,8129.065　　2.009417.0484.351000.001084.359417.041084.351,9417.044　　3.009888.6788.581500.001588.589888.671588.575,9888.669　　4.009991.8689.502000.002089.509991.862089.500,9991.861　　5.0010000.0089.572500.002589.5710000.002589.573,10000　　6.0010000.0089.573000.003089.5710000.003089.573,10000　　7.0010000.0089.573500.003589.5710000.003589.573,10000　　8.0010000.0089.574000.004089.5710000.004089.573,10000　　9.0010000.0089.574500.004589.5710000.004589.573,10000　　10.0010000.0089.575000.005089.5710000.005089.573,10000　　11.0010000.0089.575500.005589.5710000.005589.573,10000　　12.0010000.0089.576000.006089.5710000.006089.573,10000　　13.0010000.0089.576500.006589.5710000.006589.573,10000　　14.009995.6089.537000.007089.539995.607089.533,9995.600　　15.009914.7588.817500.007588.819914.757588.809,9914.746　　16.009776.3087.578000.008087.579776.308087.569,9776.303　　17.009421.2884.398500.008584.399421.288584.389,9421.275　　18.008429.7475.519000.009075.518429.749075.507,8429.740　　19.005052.5045.269500.009545.265052.509545.256,5052.496　　20.000.000.0010000.0010000.000.0010000,0　　87 图5.5迁移法5.3.4绘制横剖线图根据设计船和母型船横剖面的对应关系，如图5.6，在母型船的半宽水线图上量取各站半宽即为设计船的各站半宽，由此可绘制出设计船的横剖线图[16]。图5.6设计船和母型船横剖面的对应关系5.3.5第一次校核绘制横剖线图之后进行第一次校核，如果误差过大应当停止并继续改造横剖线。同样的，将画好的横剖线图的各站横剖面形状建立面域并量取面积，生成横剖面面积曲线，将曲线建立面域，测出面域面积及质心，可算出排水量，Cp和Xb，并进行误差校核，误差在可接受范围内。表5.7第一次校核站号横剖面面积无因次化XY坐标01935714.3450.0530526.0600,526.0600.59065072.5620.2462502463.574250,2463.574122341115.740.6075006071.545500,6071.545231887364.210.86610008665.8871000,8665.887335643566.660.96815009686.6941500,9686.6934366871440.99720009970.3022000,9970.302536796421.3312500100002500,10000636796421.3313000100003000,10000736796421.3313500100003500,10000836796421.3314000100004000,10000936796421.3314500100004500,100001036796421.3315000100005000,100001136796421.3315500100005500,100001236796421.3316000100006000,100001336796421.3316500100006500,100001436796421.3317000100007000,100001536794052.650.99975009999.3567500,9999.3561636342813.110.98780009876.7258000,9876.72487 1735513472.440.96585009651.3388500,9651.338（续表5.8）1833314637.550.90590009053.7719000,9053.7711918975657.970.51595005156.9309500,5156.930200010000010000,0面积89653827.23质心5002.519Cp0.8965误差-0.575%排水量6868.7排水量误差-0.250%Xb0.03%误差0.49%5.3.6绘制半宽水线图重新选取合适的设计水线：BL、600WL、1300WL、1700WL、2600WL、3400WL、4200WL、4600WL、5000WL，并用绘制好的横剖线图的半宽值对应地画出各条半宽水线。5.3.7绘制纵剖线图重新选取合适的纵剖线：CL、2400纵剖线、4300纵剖线、6200纵剖线，并用绘制好的半宽水线的距中值对应地画出各条纵剖线。同时应保证纵剖线图的高度值与横剖线图的高度值对应。5.4局部自行设计5.4.1螺旋桨设计根据主机功率，主机转速，齿轮箱减速比可以估算螺旋桨最佳直径。本船吃水较大，选取减速比为6的齿轮箱，由此可增大螺旋桨尺寸，从而提高螺旋桨的效率，计算见表5.8。表5.8齿轮箱及螺旋桨产品号型号实际减速比齿轮箱系列GWC32.306螺旋桨转速（r/min）250最佳直径（m）1.9555.4.2舵设计本船采用矩形双支承襟翼舵，襟翼舵可改变攻角，提高舵效，弥补舵面积稍小的不足；展弦比取1.8以提高舵效，尺寸计算见表5.9。表5.9舵设计舵面积系数μ2.00%Ar9.476双支承襟翼舵矩形87 展弦比λ1.8（续表5.9）展长h2.920平均舷长b1.622平衡系数k0.26舵杆中心线前0.421舵杆中心线后1.2005.4.3局部型线设计局部型线进行自行设计，主要从优化性能方面考虑，秉承型线光顺和三向对应的原则。5.4.3.1尾部轮廓主要从提高螺旋桨的效率和推进性能方面入手。根据螺旋桨直径，既要保证螺旋桨下缘与船底有适当的距离（图5.7），又要保证螺旋桨上缘能够入水，因此取桨轴高度为1345mm；为提高舵效，螺旋桨桨轴应与舵柱有合适的距离，取1300mm，如图5.8；为提高推进效率，本船特将尾轮廓上部分下压，由此0号站将出现微小隧道。如图5.9。图5.7螺旋桨与尾型的间隙图5.8尾部轮廓设计87 图5.9零号站出现微小隧道5.4.3.2首部轮廓本船采用前倾型船首，可使满载水线以上部分的水线较瘦，有利于减小纵摇运动，降低波浪中的阻力增值，还能增加甲板面积，改善淹湿性，看起来也比较美观。如图5.10。图5.10首部轮廓5.4.3.3隧道隧道的设计主要是综合其他型线，根据纵剖线对应点，秉承三向光顺的原则绘制出完整的型线。如图5.11、5.12。图5.11半宽水线图上的反映87 图5.12横剖线图上的反映5.5三向光顺三向光顺包含两个内涵，首先要保证三向对应，其次才是型线光顺。所以只能微调，一步步走向最终的光顺，是一个繁复、迭代的过程。5.6第二次校核三向光顺完后需进行第二次校核，如果误差太大，需停止并究其原因。计算结果见表5.10，可见误差在可接受范围内。表5.10第二次校核站号横剖面面积无因次化XY坐标02826940.2610.0770768.1920,768.1920.58784148.6910.2392502387.004250,2387.004122241865.110.6045006044.005500,6044.005233708909.050.91610009160.0601000,9160.060336223663.170.98415009843.4191500,9843.419436757248.880.99920009988.4162000,9988.416536799877.2212500100002500,10000636799877.2213000100003000,10000736799877.2213500100003500,10000836799877.2214000100004000,10000936799877.2214500100004500,100001036799877.2215000100005000,100001136799877.2215500100005500,100001236799877.2216000100006000,100001336799877.2216500100006500,100001436799877.2217000100007000,100001536736919.070.99875009982.8917500,9982.8911636453339.50.99180009905.8318000,9905.8311735450431.130.96385009633.3018500,9633.3011832495437.440.88390008830.3119000,8830.3111919515489.620.53095005303.1399500,5303.13987 （续表5.10）200010000010000,0面积89652816.19质心4963.362　Cp0.897误差-0.576%　排水量6868.622排水量误差-0.251%　Xb-0.37%误差0.09%　5.7甲板边线、舷墙顶线5.7.1甲板边线甲板在船中部为型深高度，设置艏舷弧，艉舷弧，艏艉舷弧各跨L/4。舷弧的设置可以增加首尾部干舷，减少甲板上浪；在#157开始设置艏升高，升高2.2m，且艏升高甲板采用外漂的形式来增加甲板面积。如图5.13、5.14。图5.13艏升高图5.14艏升高甲板外漂5.7.2舷墙顶线根据规范相关规定，舷墙应高于550m，首部在#154升高，在#157升高结束，87 如图5.15。图5.15首部舷墙升高5.8完善型线图并生成型值表图5.16型线图5.9静水力计算采用stab进行静水力计算。填写好stab计算表格，将数据复制到运算文件夹中，运行stab，运行结果如下。用stab静水力计算结果进行静水力计算校核，误差在可接受范围内，结果见表5.11。表5.11静水力校核Δ6860.1误差-0.375%Xb-0.406误差0.07%Xb-0.39%Cb0.887误差-0.337%Cp0.898Xg-0.46%Xb-0.39%重心在浮心后，尾倾87 图5.17stab生成邦荣曲线图图5.18stab生成静水力曲线图87 第6章总布置设计6.1概述总布置设计是总揽全局性的一项工作，它涉及到各个方面，而且贯穿了一艘新船设计的各个阶段。总布置设计不仅仅是一项具体的布置设计工作，更是一项解决协调各种矛盾、协调各部分设计的综合性工作。总布置设计的具体工作包括以下内容：①区划船舶主体和设置上层建筑，包括确定机舱、货舱、油水舱、工作舱室、居住舱室和其他各种舱室的位置和地位。也就是设置各纵、横舱壁和各层甲板，以及外部造型等。②调整船舶的浮态，妥善合理地安排船的各部分重量沿船长方向的分布，并且注意控制重量的垂向分布，协调稳性和摇摆性能对重心高度的不同要求。③布置船舶舱室和设备，包括各类居住和工作舱室的内部布置，以及舱内（除机器处所以外）和露天甲板上各种设备的布置等。④规划各部位的通道和出入梯口。不同类型的船舶，由于其用途及航行条件的不同，总布置的特点也有所不同。在总布置设计时，在注意各类船舶布置的特殊要求的同时，都应遵循下列的基本原则：①最大限度地满足和提高船的使用效能，这是考虑问题的基本出发点。本船为集装箱船，首先应保证货舱尺寸，确保运输质量，提高运输能力。②保证船舶具有良好的航海性能。总布置设计时应采取适当的措施保证船舶有适宜的浮态和稳性，良好的耐波性和驾驶视野等。③注意船体结构的合理性和工艺性。总布置中应注意重量的分布，力求减小总纵弯矩和剪力。避免主要结构的不连续性和纵向构件截面的突变，改善应力集中。各种舱壁、围壁、支柱等的设置应充分考虑它们对结构强度、振动以及施工的影响。④满足法规和规范的要求，例如法规对防火、消防设备的要求，破舱稳性对分舱的要求，救生设备的布置要求等。⑤尽力搞好外部造型和内部装潢。6.2总体布局划分6.2.1肋距依据规范第一篇1.2.1.4要求“船长大于等于50m时，肋骨或纵骨的间距应不大于700mm”，故取肋距为600mm。依据规范第一篇2.6.2.1要求“无论骨架形式如何双层底实肋板的间距应不大于2.5m”，故取实肋板间距为2.4m。6.2.2纵向布局划分船舶纵向布局划分如下表6.1。87 表6.1船舶纵向布局（单位：米）尾尖舱机舱燃油舱空舱货舱上层建筑艏尖舱4.436.61.81.282.24.846.2.3横向布局划分船舶横向布局划分主要关系到货舱区域的布局，根据规范第1篇8.1.2.1要求“一般情况下满足本章规定的大舱口船，其舱口宽度与船宽之比应不大于0.8”，本船货舱区域排布5列集装箱，考虑0.038的横向间隙，货舱开口宽取为12.7，满足规范要求。舷侧宽为1.75m。6.2.4垂向布局划分6.2.4.1双层底高依据规范第一篇2.6.1.2，双层底在中纵剖面处的高度h不应小于以下计算值，且不小于700mm也不大于1500mm。式中：——双层底计算跨度，m。双舷侧船取内舷板至内舷板的距离。本船取12.7。计算得=614.5mm。因此，本船双层底高实取900mm。6.2.4.2甲板室高本船设置了艏楼甲板，高度设置为2.2米，并且艏楼甲板上设置层上层建筑，高度均为2.2，满足规范第8篇2.7.2.1要求“船员舱室的最小甲板净高度应不小于1.9米”。6.3舱室及设备6.3.1船首舱室划分船首舱室的划分包括艏尖舱、艏泵舱、艏压载水舱、主甲板、上层建筑。艏尖舱：纵向长4米。艏泵舱：纵向长2.4米，占个4肋位。艏压载水舱：纵向长2.4米，占4个肋位。主甲板：#157肋位至#163肋位间布置舱室，左舷为储物间和厨房，右舷为餐厅和放净水器的房间。上层建筑：有3层，层高为2.2米，分别为艏楼甲板、居住甲板和驾驶甲板。艏楼甲板布置卧室、浴室和卫生间，其中，卧室包括一间轮机长室、一间轮机员双人间和一间机工双人间；居住甲板布置卧室、浴室和卫生间，卧室包括一间船长市、一间大副二副双人间和一间水手双人间；驾驶甲板布置驾驶室、海图室、储物间。87 6.3.2船中舱室划分船中舱室的布置包括压载水舱和货舱。货舱：长82.2米，#83.5肋位至#157肋位为第一货舱，#20肋位#83.5肋位为第二货舱，共布置集装箱13行、5列、5层。压载水舱：布置在货舱舷侧和双层底之间。#20～#43：第六侧压载水舱（左右）#43～#66：第五侧压载水舱（左右）、第四底压载水舱（左右）#66～#89：第四侧压载水舱（左右）、第三底压载水舱（左右）#89～#112：第三侧压载水舱（左右）、第二底压载水舱（左右）#112～#135：第二侧压载水舱（左右）、第一底压载水舱（左右）#135～#157：第一侧压载水舱（左右）。6.3.3船尾舱室划分船尾舱室的布置包括机舱、燃油舱、舵机舱、尾尖舱和尾楼。机舱：纵向长度为6.6米，根据法规第5篇3.5.5.1要求“机舱至少应有两个通向干舷甲板的出入口，并尽可能分设于两舷，且相互远离”。机舱两侧通往主甲板各设置了一个应急扶梯出入口。燃油舱：纵向长度为1.8米。舵机舱：布置在#-0.5肋位与#4肋位之间，舵的上方。尾尖舱：布置在艉封板与#-0.5肋位之间，纵向长度为1.68米，满足规范第1篇1.6.4.3要求“尾尖舱舱壁一般应设置在距尾垂线0.1L范围内”。尾楼：尾楼内布置二氧化碳间、电工间、机修间、储物间、蓄电池间、应急消防泵舱、值班室、卫生间和浴室。6.4水密舱壁设置6.4.1防撞舱壁依据规范第1篇1.6.4.1要求“防撞舱壁一般应设置在距首垂线0.05～0.1L范围内”艏泵舱后舱壁应设为防撞舱壁。6.4.2水密舱壁依据规范第1篇1.6.3.1要求“船舶应在船首设置水密防撞舱壁和在船尾设置水密尾尖舱舱壁，船长大于30m的船舶的机舱前后壁以及船长小于30m的船舶的机舱前壁应为水密舱壁”。因此机舱前后壁、首防撞舱壁和尾尖舱舱壁设置为水密舱壁。依据规范第1篇2.6.3.1要求“双层底内应设置间距不大于0.3L的水密实肋板。水密横舱壁下方应设置水密实肋板”。因此在肋位#20、#66、#112、#157处设置水密舱壁和水密实肋板。6.5主要舾装设备87 6.5.1锚泊设备计算船舶舾装数如下式：式中：——计算工况下水线长度，取为105.031m。——船宽，取为16.2m。——上层建筑、甲板室围壁、装载集装箱在船舶横剖面上的最大投影宽度，取为12.5m。——在船体中纵剖面处计算工况吃水线以上主体及上层建筑各层宽度大于B/4舱室、装载集装箱在船舶横剖面上的投影高度之和，计算得9.688m。——计算工况吃水线以上主体及上层建筑的侧投影面积，计算得828m2。——计算工况下船中处的吃水，取为4.6m。经计算得，本船舾装数为2638，根据规范第1篇第3章第4节的要求配备锚泊设备。(1)锚：首锚采用斯贝克锚2口，每口锚重1550kg。尾部有系泊钢索。(2)锚链：CCSAM2级有档电焊首锚链，链径Φ34mm，总长度为385m。本船采用矩形锚链舱，每100m长锚链的锚链舱的容积为0.001d2=0.001*4.6*4.6=0.08m3，锚链舱容积至少3.85*0.08=0.308m3，实际尺寸为1200mm*1000mm*2200mm。6.5.2系泊设备本船舾装数为2638，按规范第1篇第3章第4节的要求配备系泊设备。系船索4根，最小破断力229KN。6.5.3舵设备本船采用矩形双支承襟翼舵。舵参数如下：舵面积系数：2%舵面积：9.476m2展舷比：1.8平衡系数：0.26展长：2.92m舷长：1.62m6.5.4消防设备消防设备按法规的要求配备。本船配有水灭火系统及固定CO2灭火系统各1套。6.5.4.1水灭火系统(1)消防泵和消防总管的布置2台独立驱动(2)消火栓的数量和位置参照母型船的防火控制图本船设20个消火栓87 (3)消防水带和消防水枪5根消防水带和5支消防水枪6.5.4.2固定式气体灭火系统(1)灭火器全船配有手提灭火器12个，手提泡沫枪1个，气体灭火器3具，消防水桶12只。(2)消防员装备配备消防员装备2套6.5.5救生设备消防设备按法规的要求配备。6.5.5.1救生艇、筏和救助艇的配备在艏楼甲板左右舷各配备1艘救生筏。6.5.5.2个人救生设备的配备本船配备26个救生圈，其中4个为带自亮灯救生圈，2个为带自亮灯和烟雾信号救生圈，并布置在驾驶室附近，上层建筑每层每舷布置2个救生圈，其中1个为带救生浮索的救生圈。配备10件救生衣，10件救生服，且每件救生服上均配备救生衣灯。6.5.5.3其他救生设备的配备本船需配备手提式救生抛绳器4具；备12枚认可的火箭降落伞火焰信号存放于驾驶室附近；一套应急报警系统。6.5.6无线电通信设备本船为大于1000GT的货船，应配备2台代号为VHF频率为156～174MHZ工作类型为F3E的甚高频无线电话，1台对外扩音装置，和1台航行信号安全接收装置。6.5.7航行设备本船按照法规第5篇第6章相关规定来配置：1个磁罗经，1个雷达，1个探测仪，2个探照灯，1个舵角指示器，1个主机或螺旋桨转速指示器，1个探测手锤，1台A级船载自动识别系统。6.5.8信号设备本船按照法规第5篇第7章相关规定来配置。6.5.8.1号灯根据表7.2.2.1进行配备，1个白桅灯，1个红舷灯，1个绿舷灯，1个白光尾灯，1个白环照灯，2个红环照灯，1个绿环照灯，1个红闪光灯，1个绿闪光灯，1个白闪光灯。配备两盏白环照灯作前、后锚灯，前锚灯高于后锚灯。6.5.8.2号型和号旗按照表7.2.1配备型号：2个号型。87 按照表7.2.2配备号旗：1面本国国旗2号，1面本国国旗3号，1面红旗，一面手旗。6.5.8.3声响信号器具根据表7.4.2.1配备声响信号：1具大型号笛，1具号钟，1具号锣。6.6舱室设备6.6.1卧室本船共10名船员，高级船员共2人，普通船员8人，共设置4个双人间。按照法规第8篇2.1.3.1“船员卧室的人均居住甲板面积应不小于2.35m²”的规定，船长室和轮机长室采用3600mm×2473mm的布置，双人间采用3600mm×2436mm的布置。6.6.2餐厅根据法规第8篇2.2.1.1和2.2.1.2的规定，餐厅与卧室设置在不同层，并设在厨房旁边；餐厅配备供所有船员进餐用的餐桌和座椅，餐桌和座椅应采用防潮、不易裂及易于清洁的材料制作。6.6.3卫生设备根据法规第8篇2.4.1.2的规定，本船在艏楼甲板、居住甲板和尾楼各设置一个浴室和卫生间，每个卫生间设有3只抽水大便器。6.7金属门、窗、舱口围板6.7.1金属门全船从露天甲板进入甲板室的金属门均为防风雨单扇钢质门，门槛高度为400mm。居住舱室内围壁门门槛高度为350mm。公共处所的门一律外开，船员室则内开。6.7.2金属窗全船金属窗均为铝质窗，机舱监视室为铝质隔音窗。窗口的布置应利于采光，驾驶甲板上的窗口还应能使驾驶员有良好的视野。6.7.3舱口围板根据法规第4篇4.2.5的规定，货舱处舱口围板高度设为700mm。6.8舷墙和栏杆在全船范围设置舷墙，在首部甲板室和尾部上层建筑设置栏杆，高度均为840mm。6.9驾驶室视域87 本船采用首驾驶，驾驶室视域良好。87 第7章快速性预报7.1主要设计思想型线设计完成后，我们需要设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又使消耗的主机马力小；或是主机已经选定时，要求设计一个在给定主机条件下使船舶达到最大航速的螺旋桨，螺旋桨设计分为初步设计和终结设计[17]。本船采用螺旋桨图谱设计法，即根据螺旋桨模型敞水试验绘制而成的各类专用图谱来进行设计。用图谱设计法不仅计算方便，而且只要选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。7.2螺旋桨的数目由于受到长江水域航道水深条件的制约，为最大限度改善船舶推进性能，采用双螺旋桨较为适宜。另一方面，长江限制航道对船舶回转性要求较高，从安全性出发采用双螺旋桨方案也更有利。综上所述，螺旋桨数目取2。7.3螺旋桨的叶数螺旋桨叶数的选择应根据船型、吃水、推进性能、振动和空泡等多方面加以考虑。叶数少者效率略高，对避免空泡有利，而叶数多者则对减小振动有利。根据型船统计资料，对于类似本船的中大型内河船，一般以采用4叶螺旋桨为宜，故本船采用4叶螺旋桨。7.4设计图谱的选择目前在商船螺旋桨设计中，以荷兰的楚思德B型螺旋桨和日本AU型螺旋桨应用最为广泛。本船采用改进AU型，即MAU型螺旋桨图谱进行设计。7.5有效功率曲线艾亚法对中低速商船比较适用，本船航速为18km/h，比较适用。艾亚法首先针对标准船型直接估算有效功率，然后根据设计船与标准船型之间方形系数、宽度吃水比、浮心纵向位置和水线长的差异逐一进行修正，最后得到设计船的有效功率值[18]。计算过程见表7.1，有效功率曲线见图7.1。表7.1艾亚法计算有效功率v(km/h)17.50018.00018.50019.000Fn0.1530.1570.1620.166v/(L^(1/2))0.4790.4930.5060.520L/(Δ^(1/3))5.4215.4215.4215.421标准船型参数Cbc0.8220.8140.8070.80087 （续表7.1）B/T2.0002.0002.0002.000Xc0.0100.0090.0090.009Lwl105.575105.575105.575105.575C0475.000477.000479.000480.000方形系数的修正Δ1-100.503-113.265-126.067-139.199C1374.497363.735352.933340.801宽度吃水比的修正Δ2-50.549-49.096-47.638-46.001C2323.948314.639305.295294.800浮心纵向位置的修正ΔXc-1.361-1.337-1.316-1.293Kxc0.0640.0610.0580.054(Δ3)020.64819.22417.79916.037Δ30.0000.0000.0000.000C3323.948314.639305.295294.800水线长的修正实际Lwl105.031105.031105.031105.031Δ4-1.669-1.621-1.573-1.519C4322.279313.017303.722293.281有效功率Vs(kn)9.4509.7209.99010.260Pe549.048615.145688.284772.157Peb508.378569.579637.300714.960有效功率曲线v(km/h)17.50018.00018.50019.000有效功率Peb508.378569.579637.300714.960图7.1有效功率曲线87 7.6初步设计已知转速V、有效马力Pe，根据选定的螺旋桨直径D，确定最佳转速N、敞水效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps，并校核主机马力以及选择齿轮箱。根据大量母型船数据选定的伴流分数、推力减额、轴系效率、相对旋转效率见表7.2。查询MAU图谱，见表7.3。表7.2相关参数相关参数螺旋桨直径D2.146VA(kn)6.658t0.247ω0.315ηS0.980ηR1.029表7.3查询MAU图谱假定转速N255.000265.000275.000285.000直径系数σ82.19485.41788.64191.864MAU4-40图谱P/D0.6160.6040.5960.588η00.5330.5220.5090.499(Bp)^0.57.1417.4837.8208.142Pd523.304584.264647.083707.999Ps518.934579.386641.680702.088Pte306.609335.262362.061388.363MAU4-55图谱P/D0.6560.6420.6340.627η00.5090.4970.4860.475(Bp)^0.57.2867.6247.9778.302Pd567.119629.561700.634765.313Ps562.384624.304694.784758.923Pte317.319343.953374.310399.611MAU4-70图谱P/D0.6550.6440.6360.626η00.4890.4790.4680.458(Bp)^0.57.4037.7338.0938.420Pd604.434666.344742.285809.761Ps599.387660.780736.087803.000Pte324.909350.864381.875407.687根据有效功率曲线查得：v=18km/h时，Pe=569.6kW=775hp。根据总有效推马力曲线与规定航速下的船舶有效马力曲线的平衡，插值确定最佳螺旋桨转速。87 作图过程如图7.2，结果见表7.4。图7.2初步设计插值表7.4最佳参数汇总MAU4-40MAU4-55MAU4-70N284.6280277P/D0.5890.6310.634η00.4990.4810.466Ps（hp）699.7727.6750.387 主尺度确定阶段选取的主机功率=510kW=693.9hp，若选取减速比为5的齿轮箱，则转速为300r/min，从图中可以看出，Ps至少需要900hp，不合理。综合考虑，应选取减速比为6的齿轮箱，此时转速为250r/min，Ps选693.9hp是合理的。主机输出传递能力为510/1500=0.34kW/(r/min)，应选用传递能力比之稍大的齿轮箱，故选用减速比为6的齿轮箱，型号为GWC30.32，传递能力为0.5kW/(r/min)。7.7终结设计已知主机马力Ps、转速N和有效马力曲线，确定可达到的最高航速V、螺旋桨直径D、螺距比P/D及敞水效率η0。查询MAU图谱，结果见表7.5。表7.5查询MAU图谱假定航速V9.0009.50010.00010.500VA6.1656.5086.8507.193Pd699.720699.720699.720699.720N250.000250.000250.000250.000Bp^0.58.3717.8247.3386.904MAU4-40图谱直径系数σ93.71388.74383.98879.896η00.4910.5090.5260.542P/D0.5830.5950.6090.624D2.6962.4322.1861.970Pte377.668391.513404.589416.896MAU4-55图谱直径系数σ92.40087.25482.71178.366η00.4730.4900.5070.524P/D0.6240.6380.6530.669D2.6582.3912.1531.933Pte363.823376.899389.975403.051MAU4-70图谱直径系数σ91.27786.30181.58577.467η00.4590.4760.4920.507P/D0.6270.6420.6580.675D2.6262.3652.1241.910Pte353.054366.130378.437389.975根据总有效推马力曲线与船舶有效马力曲线的平衡，插值确定螺旋桨各最佳要素。作图过程如图7.3，结果见表7.6。87 图7.3终结设计插值表7.6最佳参数汇总MAU4-40MAU4-55MAU4-70D2.2852.32.305P/D0.6050.6230.643η00.5190.4960.479可达到航速V18.13417.93417.7887 7.8空泡校核设计螺旋桨时应考虑其是否发生空泡或空泡的发展程度，故需进行空泡现象的预测，一旦桨叶上出现空泡，会导致桨叶表面材料剥蚀，或使螺旋桨性能恶化，因而避免桨叶上出现空泡乃是螺旋桨设计中所需考虑的重要环节之一，本船采用伯利尔限界线对设计螺旋桨进行空泡校核。已知参数：表7.7已知参数ω0.315Pd699.720桨轴沉深hs3.300桨轴中心压p013629.725汽化压力pv174.000p0-pv13455.725根据伯利尔限界线，计算各情况下不发生空泡的最小盘面比，过程如下：表7.8空泡校核盘面比0.4000.5500.700最大航速V18.13417.93417.780VA3.4503.4123.383N250.000250.000250.000Pd699.720699.720699.720D2.2852.3002.305η00.5190.4960.479P/D0.6050.6230.643V0.7R^2450.281455.794457.528p0-pv13455.72513455.72513455.725空泡数0.5860.5790.577查询伯利尔限界线τc0.2110.2080.206T7893.5297627.8477430.213Ap1.6301.5781.546Ae1.7551.7071.681A04.1014.1554.173盘面比0.4280.4110.403根据空泡校核结果，作图求出不发生空泡的最小盘面比以及所对应的螺旋桨最佳要素，作图过程如下：87 图7.4空泡校核插值螺旋桨最佳要素如下：表7.9最佳要素汇总盘面比0.425P/D0.608η00.515D2.288可达航速Vmax=18.097km/h。87 第8章稳性校核8.1概述本章内容主要根据法规第5篇第8章相关规定进行校核计算。首先应计算液体舱的舱容要素，然后根据法规要求对所需计算的各典型载况进行相关计算，最后进行稳性校核计算。8.2舱容要素精确计算各液体舱的舱容、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面惯性矩随液面高度变化的曲线。本船液体舱包括：燃油舱、滑油舱、淡水柜、艏压载水舱、尾尖舱、各底压载水舱和各侧压载水舱。其中，燃油舱、滑油舱和淡水柜为规则舱，视为长方体计算，艏压载水舱为不规则舱，而其他压载水舱则等效为规则舱近似计算。8.2.1规则舱规则舱视为长方体计算，所以舱容要素与液面高度成线型关系。8.2.1.1燃油舱燃油舱尺寸：1.8m×4.107m×4.584m；容积折扣系数k=0.98；共2个。表8.1单个燃油舱舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m40.0000.0000.000-41.6000.90010.3911000.0007.3937.245-41.6001.40010.3912000.00014.78514.489-41.6001.90010.3913000.00022.17821.734-41.6002.40010.3914000.00029.57028.979-41.6002.90010.3914584.00033.88833.210-41.6003.19210.3918.2.1.2滑油舱滑油舱尺寸：1.8m×0.806m×4.584m；容积折扣系数k=0.98。表8.2滑油舱舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m40.0000.0000.000-41.6000.9000.0791000.0001.4511.422-41.6001.4000.0792000.0002.9022.844-41.6001.9000.0793000.0004.3524.265-41.6002.4000.0794000.0005.8035.687-41.6002.9000.0794584.0006.6506.517-41.6003.1920.07987 8.2.1.3淡水柜淡水柜尺寸：2m×1.6m×2m；容积折扣系数k=0.98。表8.3淡水柜舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m40.0000.0000.00043.2005.4000.683600.0001.921.88243.2005.7000.6831200.0003.843.76443.2006.0000.6831800.0005.765.64643.2006.3000.6832000.0006.46.27243.2006.4000.6838.2.2等效规则舱将近似规则的舱等效为规则舱计算。8.2.2.1底压载水舱下面以第一底压载水舱为例，其他底压载水舱的舱容要素除了形心纵向坐标以外与第一底压载水舱相同。底压载水舱等效尺寸：13.8m×7.62m×0.9m；容积折扣系数k=0.98；共2个。表8.4单个第一底压载水舱舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m40.0000.0000.00022.6000.000508.818300.00031.54730.91622.6000.150508.818600.00063.09461.83222.6000.300508.818900.00094.64092.74822.6000.450508.818第二底压载水舱的形心纵向坐标为8.8m，第三底压载水舱的形心纵向坐标为-5m，第二底压载水舱的形心纵向坐标为-18.8m。8.2.2.2侧压载水舱下面以第一侧压载水舱为例，其他侧压载水舱的舱容要素除了形心纵向坐标以外与第一侧压载水舱相同。侧载水舱等效尺寸：13.8m×1.779m×4.5m；容积折扣系数k=0.98；共2个。表8.4单个第一侧压载水舱舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m40.0000.0000.00037.2620.9006.4751000.00024.55024.05937.2621.4006.4752000.00049.10048.11837.2621.9006.4753000.00073.65172.17837.2622.4006.4754000.00098.20196.23737.2622.9006.47587 （续表8.4）4500.000110.476108.26637.2623.1506.475第二侧压载水舱的形心纵向坐标为22.6m，第三侧压载水舱的形心纵向坐标为8.8m，第四侧压载水舱的形心纵向坐标为-5m，第五侧压载水舱的形心纵向坐标为-18.8m，第六侧压载水舱的形心纵向坐标为-32.5m。8.2.3不规则舱不规则舱舱容要素用积分方法计算，同时运用纵向积分法和垂向积分法。(1)按艏压载水舱所跨肋位选取5个截面，根据半宽水线图画出横截面图：图8.1艏尖舱横截面图(2)利用cad软件对各吃水下各横截面面积进行测量，结果见下表：表8.5各吃水下艏压载水舱横截面面积沉深/m距中42.7m截面面积/m2距中43.3m截面面积/m2距中43.9m截面面积/m2距中44.5m截面面积/m2距中45.1m截面面积/m2170019.117.88216.69715.35113.959340042.24440.09737.85735.2832.539500065.84362.66359.65456.04152.152(3)以船长方向为横坐标，分别画出各吃水下的横截面面积曲线，测量其面积即为首压载舱液体体积，测量其形心横坐标即为首压载舱内液体的形心纵坐标。(4)根据首压载水舱横截面图，读型值画出首压载水舱备水线的半宽水线图，如下图：图8.2首压载水舱半宽水线图87 (5)利用cad软件对各吃水下水线面面积、进行测量，结果如下：表8.6艏尖舱水线面面积沉深/mm单个舱水线面面面积/m207.85170013.822340015.683500016.735(6)以船深方向为横坐标，分别画出各吃水下的水线面面积曲线，测量其面积即为首压载舱液体体积，测量其形心横坐标即为首压载舱内液体的形心垂向坐标，同时测量水线面的液面惯性矩，结果如下：表8.7两个首压载水舱总舱容要素沉深/mm型容积/m3净容积/m3型心纵坐标/m型心垂向坐标/m液面惯性矩/m400043.894015.466170039.88339.08543.8940.91578.82340090.40688.59843.8941.835113.8205000142.446139.59743.8942.692137.4402个首压载水舱舱容要素曲线如下图：图8.2艏尖舱舱容要素曲线8.3浮态调整浮态调整（也称为纵倾调整）的目的是保证船舶在各种载况下均有适当的浮态。船的浮态是以首、尾吃水来表示的，首、尾垂线处的吃水差称为船的纵倾值。浮态调整工作首先要计算出船在各种装载情况下的浮态，然后根据计算结果87 分析各载况的浮态是否符合要求，如不满意，则需调整总布置，即改变各部分重量的纵向分布，进行浮态调整，直至满意为止。总布置的设计中，浮态仅是许多考虑因素中的一个，为调整浮态而修改总布置时必须注意对其他各方面因素的影响。也就是说，这种调整是在可能的范围内进行的。必要时也可以通过修改型线，即改变浮心纵向位置的方法来满足浮态的要求。浮态要求主要包括：(1)螺旋桨不至因超吃水或纵倾而增加搁浅与触礁的危险性；(2)螺旋桨有一定的沉深，不至于在纵摇和垂荡运动中产生飞车现象而影响推进效率；(3)在A级航区（例如长江口），应有一定的首吃水，船首在纵摇、垂荡中不至于出水或产生抨击现象；(4)船舶具有良好的航向稳定性和操纵性；(5)载荷和浮态的变化不至于对船舶强度造成危害。8.3.1典型载况重量重心估算以下各部分重量和重心位置见第4章。(1)满载出港表8.8满载出港船舶重量重心估算重量重心纵向坐标重心垂向坐标空船1368.864-2.2413.810人员行李1.15045.4159.500食品淡水6.28044.5546.512备用品12.11145.4159.500燃油43.848-41.6003.192滑油1.315-41.6003.192集装箱货5440.000-0.1617.196总重量6868.620-0.7186.501排水量6868.620浮心纵向位置-0.406(2)满载出港表8.9满载到港船舶重量重心估算重量重心纵向坐标重心垂向坐标空船1368.864-2.2413.810人员行李1.15045.4159.500食品淡水0.62844.5540.651备用品1.21145.4159.500燃油4.385-41.6000.319滑油1.315-41.6000.319集装箱货5440.000-0.1617.196总重量6812.607-0.5926.515（续表8.9）87 排水量6812.605浮心纵向位置-0.396(3)压载出港表8.10压载出港船舶重量重心估算重量重心纵向坐标重心垂向坐标空船1368.864-2.2413.810人员行李1.15045.4159.500食品淡水6.28044.5546.512备用品12.11145.4159.500燃油43.848-41.6003.192滑油1.315-41.6003.192底压载水757.1231.9000.450边压载水1125.091-4.2173.098尾压载水32.717-52.6754.950艏压载水142.46643.8942.692总重量3485.999-0.8122.834排水量3486.000浮心纵向位置0.042(4)压载到港表8.11压载到港船舶重量重心估算重量重心纵向坐标重心垂向坐标空船1368.864-2.2413.810人员行李1.15045.4159.500食品淡水0.62844.5540.651备用品1.21145.4159.500燃油4.385-41.6000.319滑油1.315-41.6000.319底压载水757.1231.9000.450边压载水1125.091-4.2173.098尾压载水32.717-52.6754.950艏压载水142.46643.8942.692总重量3429.984-0.5642.803排水量3429.985浮心纵向位置0.0398.4初稳性计算8.4.1静水力曲线根据型线设计阶段stab软件的计算结果，绘制出船舶的静水力曲线图，以便为后续工作提供资料。绘制静水力曲线图如下：87 图8.3静水力曲线图8.4.2典型载况初稳性计算由各载况排水量可从静水力曲线查得各参数值，并进行初稳性计算，过程如下：表8.12典型载况初稳性校核单位满载出港满载到港压载出港压载到港垂线间长m103.000103.000103.000103.000排水量t6868.6206812.6053486.0003429.985Xgm-0.718-0.592-0.812-0.564Xbm-0.406-0.3960.0420.039Xfm-2.231-2.227-0.220-0.250MTCtm/cm199.060200.300298.592323.220纵倾tm-0.108-0.067-0.100-0.064平均吃水Tm4.6004.5712.6002.403尾吃水Tam4.6514.6032.6502.435首吃水Tfm4.5444.5362.5502.371Zgm6.5016.5152.8342.803Zmm7.2787.2929.77410.371GM0m0.7770.7776.9407.568自由液面修正燃油舱ixm420.78220.78220.78220.782滑油舱ixm40.0790.0790.0790.079淡水舱ixm40.6830.6830.6830.683边压载水ixm40.0000.00012.95012.950GM修正值m-0.003-0.003-0.009-0.009最终GMm0.7740.7746.9317.55987 8.5大倾角稳性为计算方便，现再取5条计算水线：1m、2m、3m、4m、5m，再次进行stab计算并保存结果。8.5.1稳性插值曲线根据stab软件的计算结果，绘制出船舶的稳性插值曲线，以便为后续工作提供资料。绘制稳性插值曲线如下：图8.4稳性插值曲线8.5.2横摇角船舶横摇角参照法规第五篇第八章8.2.4节相关要求进行计算。法规相关要求：8.2.4.1航行于A级或B级航区的船舶，应考虑被浪对船舶横摇的影响对圆舭形船舶，横摇角θ1按下式计算：θ1=11.75*C1*C4*C2C3度其中：C1、C2、C3、C4一一分别按本节8.2.4.2至8.2.4.7计算所得的系数,其他具体参数选择参照法规规定进行选取。横摇角计算过程列表如下：87 表8.13横摇角计算单位满载出港满载到港压载出港压载到港GM0m0.7910.7946.9327.560Bsm16.20016.20016.20016.200dm4.6004.5712.6002.403自摇周期s14.50614.5086.0686.021C1(查表)0.0810.0810.1580.155Zgm6.4876.4982.8422.811C2o0.5770.5800.4940.514C20.5770.5800.4940.514f(查表)0.0030.0030.0050.005C30.0120.0120.0200.021C41.0001.0001.0001.000横摇角度6.5696.5719.1728.9228.5.3进水角和极限静倾角船舶进水角参照法规第五篇第八章8.2.7.4相关要求进行计算，船舶极限静倾角参照8.3.1.1相关要求进行计算。法规相关要求：8.2.7.4计算复原力臂曲线时，应计及进水角开口的影响:（1）船舶横倾至舷外水能从未封闭开口处进入船体内部时的最小横倾角称为进水角θj；（2）虽有风雨密装置，但航行中不能保持关闭的开口，亦应视作进水角开口；（3）在航行中能封闭的舷窗以及露天甲板上的空气管和水不能太量流入的小开口等，可不视作进水角开口；（4）当以干舷甲板上的舱口围板和舱室及舱棚门槛的顶缘作为进水角开口时（客货舱口围板除外），若舱口围板和舱室及舱棚门槛的高度大于本法规第4篇所规定的标准高度，则只取标准高度计入。8.3.1.1船舶的极限静倾角，应为干舷甲板边缘入水角或舭部中点出水角，取小者，如干舷甲板下设有活动舷窗，极限静倾角应为舷窗下缘入水角。设有舷伸甲板的船舶，极限静倾角应为舷伸甲板边缘入水角。根据法规要求，综合总布置的设计，本设计船选择舱口围板的上端点作为进水口计算点，并应用下述方法对进水角和极限静倾角进行计算。(1)首先，根据型线设计阶段stab软件的计算结果，绘制出船舶各吃水下船舶的排水量与横倾角的关系曲线；表8.14不同横倾角下各吃水下的排水量角度1m吃水2m吃水3m吃水4m吃水5m吃水00000087 （续表8.14）101373.622791.414369.235993.227384.76201629.692781.554407.255943.797076.9301945.232968.524345.925760.566774.44402220.543056.734328.845631.596518.81(2)然后利用以下作图方法量出各水线对应进水角、极限静倾角，并列表统计：图8.5进水角测量图8.6极限静倾角测量表8.15各水线对应进水角和极限静倾角吃水进水角入水静倾角出水静倾角143305235231332617204181027510334(3)在船舶各吃水下船舶的排水量与横倾角的关系曲线上依次作出进水角、极87 限静倾角随排水量变化的曲线，并插值得出船舶各载况下对应进水角和极限静倾角（与14°比较）。图8.7各载况下进水角和极限静倾角测量图表8.16各载况下船舶进水角和极限静倾角排水量进水角静倾角（入水）静倾角（出水）极限静倾角满载出港6868.62013.0006.10036.3006.100满载到港6812.60513.4006.30035.7006.300压载出港3486.00031.30020.30016.10014.000压载到港3429.98531.70020.30015.90014.0008.5.4静稳性计算8.5.4.1自由液面横倾力矩根据法规第五篇第八章8.2.7.7、8.2.7.8以及附录2的相关要求，将自由液面横倾力矩计算过程列表如下：表8.17自由液面横倾力矩单位燃油（单）滑油淡水侧压载水（单）舱总容积Vm333.8886.6506.4110.476舱最大长lm1.8001.8002.00013.800舱最大宽bm4.1070.8061.6001.779舱最大高hm4.5844.5842.0004.500舱方形系数1.0001.0001.0001.000液体密度t/m30.8600.8801.0001.000b/h0.8960.1760.80.395（续表8.17）87 10.000K（查表）0.0100.0000.0100.005横倾力矩kNm11.7420.0000.1779.64020.000K（查表）0.0270.0080.0250.015横倾力矩kNm31.7030.3700.35328.92030.000K（查表）0.0470.0080.0420.015横倾力矩kNm55.1860.3700.42428.92040.000K（查表）0.0630.0100.0550.030横倾力矩kNm73.9730.4630.74257.8418.5.4.2静稳性臂计算根据法规第五篇第八章8.2.7的相关要求，考虑自由液面横倾力矩对静稳性臂的修正，将各载况静稳性臂计算过程列表如下：(1)满载出港表8.18满载出港时船舶静稳性臂计算名称单位数据横倾角度0.00010.00020.00030.00040.000排水量t6868.6206868.6206868.6206868.6206868.620形状稳性臂lbm0.0001.1831.9222.4642.845重心垂向Zgm6.5016.5016.5016.5016.501浮心垂向Zbm2.3742.3742.3742.3742.374重量稳性臂lgm0.0000.7171.4112.0632.653静稳性臂l0m0.0000.4660.5110.4010.192自由液面的修正燃油横倾力矩（kNm）0.00023.48463.406110.373147.946滑油0.0000.0000.3700.3700.463淡水0.0000.1770.3530.4240.742总横倾力矩kNm0.00023.66064.129111.167149.151复原力臂修正值m0.000-0.003-0.009-0.016-0.022实际静稳性臂lm0.0000.4630.5010.3840.171(2)满载到港表8.19满载到港时船舶静稳性臂计算名称单位数据横倾角度0.00010.00020.00030.00040.000排水量t6812.6056812.6056812.6056812.6056812.605形状稳性臂lbm0.0001.1961.9482.4962.882重心垂向Zgm6.5156.5156.5156.5156.515浮心垂向Zbm2.3592.3592.3592.3592.359重量稳性臂lgm0.0000.7221.4212.0782.671静稳性臂l0m0.0000.4740.5270.4180.22187 （续表8.19）自由液面的修正燃油横倾力矩（kNm）0.00023.48463.406110.373147.946滑油0.0000.0000.3700.3700.463淡水0.0000.1770.3530.4240.742总横倾力矩kNm0.00023.66064.129111.167149.151复原力臂修正值m0.000-0.003-0.009-0.016-0.022实际静稳性臂lm0.0000.4710.5170.4020.189(3)压载出港表8.20压载出港时船舶静稳性臂计算名称单位数据横倾角度0.00010.00020.00030.00040.000排水量t3486.0003486.0003486.0003486.0003486.000形状稳性臂lbm0.0001.7883.5354.5284.834重心垂向Zgm2.8342.8342.8342.8342.834浮心垂向Zbm1.3401.3401.3401.3401.340重量稳性臂lgm0.0000.2590.5110.7470.960静稳性臂l0m0.0001.5293.0243.7813.874自由液面的修正燃油横倾力矩（kNm）0.00023.48463.406110.373147.946滑油0.0000.0000.3700.3700.463侧压载0.00019.28057.84157.841115.681淡水0.0000.1770.3530.4240.742总横倾力矩kNm0.00042.940121.970169.007264.832复原力臂修正值m0.000-0.012-0.035-0.048-0.076实际静稳性臂lm0.0001.5162.9893.7333.798(4)压载到港表8.21压载到港时船舶静稳性臂计算名称单位数据横倾角度0.00010.00020.00030.00040.000排水量t3429.9853429.9853429.9853429.9853429.985形状稳性臂lbm0.0001.8103.5654.5584.864重心垂向Zgm2.8032.8032.8032.8032.803浮心垂向Zbm1.2391.2391.2391.2391.239重量稳性臂lgm0.0000.2720.5350.7821.005静稳性臂l0m0.0001.5383.0303.7763.859自由液面的修正燃油横倾力矩（kNm）0.00023.48463.406110.373147.946滑油0.0000.0000.3700.3700.46387 （续表8.21）侧压载横倾力矩0.00019.28057.84157.841115.681淡水（kNm）0.0000.1770.3530.4240.742总横倾力矩kNm0.00042.940121.970169.007264.832复原力臂修正值m0.000-0.013-0.036-0.049-0.077实际静稳性臂lm0.0001.5262.9953.7273.7828.5.5动稳性动稳性臂可由静稳性臂通过积分来求得，本节采用梯形法进行积分，详细过程列表如下：表8.22满载出港时船舶的动稳性臂计算横倾角静稳性臂成对和自上而下和动稳性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0000.4630.4630.4630.04020.0000.5010.9641.4270.12530.0000.3840.8862.3130.20240.0000.1710.5552.8680.250表8.23满载到港时船舶的动稳性臂计算横倾角静稳性臂成对和自上而下和动稳性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0000.4710.4710.4710.04120.0000.5170.9881.4590.12730.0000.4020.9192.3780.20840.0000.1890.5912.9690.259表8.24压载出港时船舶的动稳性臂计算横倾角静稳性臂成对和自上而下和动稳性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0001.5161.5161.5160.13220.0002.9894.5056.0220.52530.0003.7336.72212.7431.11240.0003.7987.53020.2741.769表8.25压载到港时船舶的动稳性臂计算横倾角静稳性臂成对和自上而下和动稳性臂l0.0000.0000.0000.0000.00010.0001.5261.5261.5260.13387 （续表8.25）20.0002.9954.5206.0460.52830.0003.7276.72112.7681.11440.0003.7827.50820.2761.7698.5.6稳性曲线根据以上几节计算内容，可得本设计船4种典型载况下的静稳性曲线图以及动稳性曲线图，结合横倾角、进水角的影响，现各绘制如下：图8.8满载出港时的船舶稳性曲线87 图8.9满载到港时的船舶稳性曲线87 图8.10压载出港时的船舶稳性曲线87 图8.11压载到港时的船舶稳性曲线8.5.7各倾侧力臂计算8.5.7.1最小倾侧力臂最小倾覆力臂主要根据法规第五篇第八章8.2.3节相关内容进行计算。计算过程如上节图8.8、图8.9、图8.10、图8.11。计算结果见下表：表8.26各载况下船舶最小倾覆力臂单位满载出港满载到港压载出港压载到港横摇角度6.576.579.178.92进水角度1313.431.331.7最小倾覆力臂lq（计横摇）m0.1170.1271.4331.467最小倾覆力臂lq0（不计横摇）m0.2740.2852.1862.20887 8.5.7.2风压倾侧力臂船舶各载况下的风压倾侧力臂参照法规第五篇第八章8.2.5节相关要求进行计算，并满足8.3.7.6节集装箱船的稳性特殊要求。法规相关要求：8.2.5.1风压倾侧力臂lf应按下式计算：lf=19.81∆pAfZf-a0d*10-3m式中：p一一单位计算风压，Pa；Af一一所核算装载情况下船舶的受风面积，m2；Zf一一所核算装载情况下船舶受风面积中心至基线的垂向高度，m；d一一所核算装载情况下船舶的型吃水，m；△一一所核算装载情况下船舶的排水量，t；ao一一修正系数，见本节8.2.5.5。8.3.7.6横风的风压倾侧力矩或力臂取本章8.2.5.1计算值的一半。其他具体参数选择参照法规规定进行选取。详细计算过程见下表：表8.27风压倾侧力臂计算项目单位满载出港满载到港压载出港压载到港排水量t6868.6206812.6053486.0003429.985型吃水m4.6004.5712.6002.403侧投影面积船体m2177.655180.701383.759403.835上层建筑m267.45267.45267.45267.452桅杆等m22.7002.7002.7002.700货物m2589.632589.6320.0000.000非满实面积m212.15412.15412.15412.154受风面积Afm2849.593852.639466.065486.141Zfm8.8728.8275.8575.641距水线距离m4.2724.2563.2573.238风压pPa326.000325.600301.000300.700Bsm16.20016.20016.20016.200a01.0481.0460.7770.726风压倾侧力臂m0.0170.0170.0160.017集装箱船lfm0.0080.0080.0080.0088.5.7.3水流倾侧力臂船舶各载况下的水流倾侧力臂参照法规第五篇第八章8.2.6节相关要求进行计算。法规相关要求：8.2.6.1水流倾侧力臂lj应按下式计算：Lj=CjLsdKG-a1d1∆m式中：Ls一一所核算装载情况下船舶的水线长度，m;87 d一一所核算装载情况下船舶的型吃水，m:△一一所核算装载情况下船舶的排水量，t;KG一一所核算装载情况下船舶重心至基线的垂向高度，m;a1一一系数，按船舶的Bs/d值由表8.2.6.1(1）选取：Cj一一急流系数，按系数f由表8.2.6.1(2）选取。其他具体参数选择参照法规规定进行选取。详细计算过程见下表：表8.28水流侧倾力臂的计算项目单位满载出港满载到港压载出港压载到港排水量t6868.66812.63486.03430.0型吃水m4.64.5712.62.403Lsm105.031105.018100.308100.26Bsm16.216.216.216.2Zgm6.4876.4982.8422.811计算速度Vjm/s5555系数f21.2521.0811.2911.12Cj0.3770.3770.3770.377Bs/d3.523.546.236.74a10.50.50.4220.378水流倾侧力臂m0.1110.1120.0490.0508.5.7.4全速回航倾侧力臂船舶各载况下的全速回航倾侧力臂参照法规第五篇第八章8.3.1.2节相关要求进行计算。法规相关要求：8.3.1.2船舶全速回航的倾侧力臂应按下式计算：lv=0.045Vm2LS[KG-a2+a3Frdm式中：Fr一一船舶傅氏数；ls一一所核算装载情况下船舶的水线长，m；d一一所核算装载情况下船舶的型吃水，m；KG一一所核算装载情况下船舶重心至基线的垂向高度，m；Vm一一船舶最大航速，m/s；a2、a3一一修正系数。其他具体参数选择参照法规规定进行选取。详细计算过程见下表：表8.30全速回航侧倾力臂计算项目单位满载出港满载到港压载出港压载到港型吃水m4.6004.5712.6002.403Lsm105.031105.018100.308100.260（续表8.30）87 Zgm6.4876.4982.8422.811Vmm/s5.0005.0005.0005.000Fr0.1560.1560.1590.159计算Bs/d3.5223.5444.0004.000a20.4300.4100.0000.000a30.0000.0000.0000.000倾侧力臂lvm0.0700.0700.0320.0318.5.8稳性恒准船舶各载况下的稳性衡准参照法规第五篇第八章相关要求进行计算。8.5.8.1规范相关规定(1)一般要求：8.2.1.3航行于A级或B级航区的船舶，其复原力臂曲线应符合下列要求：①当最大复原力臂所对应的横倾角Θm或进水角句Θj中之小者等于或大于20°时，至最大复原力臂所对应的横倾角Θm或进水角Θj或30°中之小者的复原力臂曲线下的面积（也可取相应的动稳性力臂Id值〉应不小于按下式计算所得之值A:A=0.052CKCLm.rad式中：Ck--系数，A级航区取Ck=1；CL--系数，按下式计算：CL=0.7+0.15L；当CL＞1时，CL=1。其中L--船长，m。②当最大复原力臂所对应的横倾角θm或进水角θj中之小者小于20°时，至该角度的复原力臂曲线下的面积应不小于按下式计算所得之值A：A=CK0.052CL+0.001420-θm.rad式中：CK、CL一一同8.2.1.3(1)；θ一θm或θj，（°），取小者。③A级航区的船舶最大复原力臂所对应的横倾角θm应不小于15°。(2)风压恒准要求：8.2.1.4航行于A级或B级航区的船舶，其风压稳性衡准数Kf应符合下式：Kf=lqlf≥1式中：lq一一不计横摇影响的最小倾覆力臂，m；1f一一风压倾侧力臂，m。法规8.3.7.5集装箱船在横风的风压倾侧力矩或力臂作用下，从复原力矩或力臂曲线上求得的静倾角应不大于极限静倾角。(3)全速回航稳性恒准要求：8.3.1.2自航船的全速回航稳性应符合下列要求：船舶在全速回航引起的倾侧力矩或力臂作用下，从复原力矩或力臂曲线求得的静倾角应不大于极限静倾角。87 8.5.8.2稳性校核计算表8.31稳性校核计算项目单位满载出港满载到港压载出港压载到港稳性要求最小倾覆力臂lq（计横摇）m0.1170.1271.4331.467最小倾覆力臂lq0(不计横摇)m0.2740.2852.1862.208进水角θ1°13.00013.40031.30031.700极限静倾角θ2°6.1006.30014.00014.000一般要求选取计算角度°13.00013.40030.00030.000A1≥A0计算最小面积A0m20.0630.0620.0520.052对应复原力臂曲线面积A1m20.0700.0751.1301.131校核符合要求符合要求符合要求符合要求最大复原力臂对应横倾角θm°15.15015.03040.00040.000θm≥15°校核符合要求符合要求符合要求符合要求风压稳性衡准要求风压倾侧力臂lfm0.0080.0080.0080.008Kf≥1衡准数Kf14.04915.107182.083173.308校核符合要求符合要求符合要求符合要求对应横倾角θf°0.1280.1260.0530.053θf≤θ2校核符合要求符合要求符合要求符合要求急流稳性衡准要求选取计算角度°13.00013.40030.00030.000A3≥A2计算最小面积A2m20.0500.0500.0500.050对应复原力臂曲线面积A3m20.0700.0751.1301.131校核符合要求符合要求符合要求符合要求急流倾侧力臂ljm0.1110.1120.0490.050Kj≥1衡准数Kj2.4682.54744.41743.825校核符合要求符合要求符合要求符合要求全速回航稳性衡准要求倾侧力臂lvm0.0700.0700.0320.032θv≤θ2对应静倾角θv°1.1071.1050.9340.888校核符合要求符合要求符合要求符合要求87 第9章干舷计算书9.1计算说明本计算书按中华人民共和国海事局《内河船舶法定检验技术规则》（2011）第四篇第三章对C型船的要求进行计算。9.2主要数据水线长Lwl105.031m垂线间长Lpp103m计算船长L103m船宽B16.2m型深D5.4m计算型深D15.415m设计吃水d4.6m首舷弧hf200mm尾舷弧ha370mm舱口围板高度700mm舱室门槛高度350mm方形系数0.8999.3干舷计算9.3.1基本干舷法规4.2.2.1船舶的基本干舷F0按船舶种类、航区等级及船长由表4.2.2.1选取。查表可得本船基本干舷为F0=726mm9.3.2型深对干舷的修正法规4.2.3.1船长与计算型深的比值L/D1大于或等于15时，不作干舷修正。由于本船L/D1=103/5.415=19.021>15，所以f1=0。9.3.3舷弧对干舷的修正法规4.2.4.1船舶首、尾垂线处的标准舷弧高度按表4.2.4.1选取。法规4.2.4.2船舶舷弧自船长中点及前后1/4船长范围内向首、尾端平滑上升。当船舶设有非标准舷弧和升高甲板时，应按下列公式计算的修正值f2增加（或减少）干舷：f2.1=16Ysb-YSLS+HSLhs3L87 f2.1=16Ywb-YwLw+Hwhw3Lf2=f2.1+f2.2+Cf2.1-f2.2舷弧对干舷的修正标准首舷弧Ysb（查表）mm898标准尾舷弧Ywb（查表）mm444实际首舷弧高度Ysmm200实际尾舷弧高度Ywmm370首升高甲板实际高度Hsmm2200尾升高甲板实际高度Hwmm0首舷弧起点至艏垂线处的距离Lsm30尾舷弧起点至艉垂线处的距离Lwm30首升高甲板实际长度Lhsm12尾升高甲板实际长度Lhwm0f2.1mm44.812f2.2mm38.078系数C0.3f2mm84.9109.3.4舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正法规4.2.5.2舱口围板和舱室及舱棚门槛的实际高度等于或大于规定的高度时时，不作修正。经查表得标准舱口围板高度为：650mm；门槛高度为350mm。本船舱口围板高度为700mm，门槛高度为350mm，故不做修正。f3=0。9.3.5最小干舷法规4.2.1.1船舶最小干舷F按下式计算：F=F0+f1+f2+f3mm通过上述计算，本船的最小干舷为F=810.910mm。9.3.6干舷衡准本船实际干舷F=D1-d=5415-4600=815mm>F=810.910mm，所以本船干舷满足法规要求。87 第10章吨位丈量10.1主要要素总长Loa107.64m满载吃水水线长Ls105.031m型宽B16.2m型深D5.4m吃水d4.6m梁拱h0.384m首舷弧Ys200mm尾舷弧Yw370mm首升高甲板高度Hs2200mm尾升高甲板高度Hw010.2总吨位10.2.1主甲板以下所有围蔽处所的型容积式中：k——系数，单体船，取k=1；双体船，取k=2；本船取k=1；d——设计满载吃水，m；Cb——设计满载吃水时的方形系数,本船Cb=0.887Cwp——设计满载吃水时的水线面系数,本船Cwp=0.950；Ls——设计满载吃水时的水线长，本船Ls=105.031m；B——型宽，m，双体船为片体的型宽；D——型深，m；D′——修正型深，m，按下式计算：其中：h——梁拱高，m；hs——船首舷弧高度，m；hw——船尾舷弧高度，m。通过计算得：D’=6.023mV1=V11+V12=9161.4m³10.2.2主甲板以上所有围蔽处所的型容积尾主甲板甲板室V2.1=280.4m³首升高甲板至主甲板延长线V2.2=087 艏楼甲板室V2.3=118.3m³居住甲板室V2.4=116.2m³驾驶甲板室V2.5=118.6m³舱口容积V2.6=730.8m³V2=V2.1+V2.2+V2.3+V2.4+V2.5+V2.6=1364.3m³10.2.3主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积本船没有固定载客，所以V3=010.2.4主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积集装箱高出甲板或平台或舱口围板以上的容积V4h按下式计算：式中：i——载货处所的序号；Si——各载货处所的实际载货面积，m2；Hi——各载货处所的集装箱高出甲板或平台的平均高度，m；hci——各载货处所的舱口围板高度，m；货舱区域V4h1=3396.3m³尾部区域V4h2=277m³V4=V4h1+V4h2=3673.2m³10.2.5总吨位计算式中：K1——系数，按下式计算，或按规范第三篇中表2.1.1.1选取：V——按本篇规定丈量所得的船舶总容积，m3；经计算：V=14189.9m³K1=0.2963587 GT=420510.2净吨位根据规范第3篇2.2.1.1：船舶的净吨位（NT）应按下式计算：式中：GT——按本章量计所得的总吨位；K2——系数，按表2.2.1.1选取。计算得NT=0.65×4205=2733。87 结论本次毕业设计历时三个多月，设计内容主要围绕选题《350TEU三峡新通道集装箱船方案设计》展开。设计内容包括船舶主要要素的确定和优化、船体型线设计、船体总布置设计、快速性预报、浮态核算及浮态调整、完整稳性计算、干舷计算、吨位丈量等内容。通过三个多月来的学习和实践，我不仅加深了对书本知识的理解，还掌握了许多设计方面的思想，让我对船舶设计有了全新的认识。船舶设计是一个复杂而又反复循环的任务，它是一个综合性强、多方面考虑的过程。船舶主要要素的确定是通过优秀母型船换算得到，主尺度优化是通过编程计算实现的。船体型线设计是通过“1-Cp”法和迁移法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致，并且对局部进行自行设计。总布置设计是以经济效益为要点，人性化地进行布置设计。稳性校核：浮态核算与调整，是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣海况下航行而不致船舶倾覆。干舷计算是保证船舶有足够的干舷，吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。设计过程中，我也遇到了各种各样的问题。在型线设计阶段，由于我设计的船和母型船的方形系数相差较大，所以给母型船设计法带来了很多的不便，需要我更多地思考自己的设计思路，这也是老师为提高我们设计水平特意为我们准备的难题，我们在型线设计部分下了很多功夫，也收获了很多东西。在调整部分，老师为我们指出一个设计错误，在满载状态下尽量不要使用压载水，后来我们才发现原来是因为我们忽略了之前计算过的排水量裕度。本次设计，尽管有母型船作为参考，但仍然是通过结合自己对书本、规范的理解来进行设计工作。尽管有些工作重复了很多遍，尽管设计的过程充满了辛酸与汗水，但此次的毕业设计内容，让我收获了许多书本上没有的知识，也使自己的能力得到了极大的锻炼，让我明白作为一个船舶设计工作者，严谨、刻苦、细心是必不可少的品质。作为一个第一次进行如此全面的船舶总体设计的设计者，难免会有不少自己难以发现的疏忽和纰漏，也会由于经验不足导致错误的产生。希望老师能耐心地对疏漏之处进行批评指正，我将不胜感激。87 参考文献[1]李大海.长江集装箱运输发展态势研究[D].大连海事大学,2010.[2]徐伟,彭彦.第九届全国内河船舶及航运技术学术交流会,中国深圳,2004[C].深圳:汤远焱,2004.[3]李灼.扩大三峡船闸通航能力研究[D].重庆交通大学,2013.[4]陈晓关.提高三峡船闸通航能力的研究[D].武汉理工大学,2006.[5]马奕.长江三峡船闸过闸需求与通过能力研究[D].武汉理工大学,2008.[6]Ki-HoShin, Jong-WooJo, SpyrosE.Hirdaris, Seung-GyuJeong, JunBumPark, FrankLin, ZhenhongWang, NigelWhite.Two-andthree-dimensionalspringinganalysisofa16,000TEUcontainershipinregularwaves[J].ShipsandOffshoreStructures,2015,Vol.10(5),pp.498-509[7]McKennaMeganF, WigginsSeanM, HildebrandJohnA.Relationshipbetweencontainershipunderwaternoiselevelsandshipdesign,operationalandoceanographicconditions[J].Scientificreports,2013,Vol.3,pp.1760[8]ŠimeMalenica, IvoSenjanović, NikolaVladimir.HydroStructuralIssuesintheDesignofUltraLargeContainerShips[J].Shipbuilding,2013,Vol.64(3)[9]张征波,王丽铮,陈顺怀.川江及三峡库区运输船舶标准船型主尺度系列制定[J].水运科学研究,2006,6:01-02.[10]杨春勤.川江及三峡库区渝申300TEU集装箱标准船型研究[J].水运科学研究,2006,6:01-02.[11]顾敏童.船舶设计原理[M].上海:上海交通大学出版社,2001.[12]中国船级社.钢质内河船入级规范[S].北京:人民交通出版社,2016.[13]中华人民共和国海事局.船舶与海洋设施法定检验规则（内河船舶法定检验技术规则）[S].北京:人民交通出版社,2011.[14]中华人民共和国海事局.中华人民共和国船舶最低安全配员规则[S].北京:人民交通出版社,2004.[15]中国船级社.内河船舶设计指数（EEDI）评估指南[S].北京:人民交通出版社,2012.[16]龚昌奇,谢玲玲,刘益清.船体结构与制图[M].北京:国防工业出版社,2010.[17]盛振邦,刘应中.船舶原理(下)[M].上海:上海交通大学出版社,2004.[18]盛振邦,刘应中.船舶原理(上)[M].上海:上海交通大学出版社,2004.87 附录1静水力曲线图87 附录2邦戎曲线图87 附录3主尺度优化程序#include"stdio.h"#include"math.h"#definev18doubleJSLW(doubleL,doubleB,doubleD,doubleP)/*计算空船重量*/{doubleLW,wo,wh,wm;LW=0.135*L*B*D;wh=0.091*L*B*D;wo=0.0165*L*B*D;wm=6*pow((P/0.7355),(0.5));LW=(LW+wo+wh+wm+62)/2;returnLW;}doubleJSDW(doubleP,doubleLW)/*计算载重量*/{doubler,dp,wf,bp,DW;/*rl为人员行李,dp淡水食品，bp为备品*/r=14*115/1000;dp=(floor(2700/(v*24))+1)*14*78.5/1000;wf=2700/v*0.2376*1.2*P/1000;wf=wf*(1+0.03);bp=0.01*LW;DW=340*16+dp+r+dp+wf+bp;returnDW;}doubleJSP(doubleLwl,doubled,doubleD,doubleCB,doubleB)/*计算功率*/{doubleS,Rf,Rr,Cf,Rt,PE,P,Re,V1;V1=v/3.6;S=Lwl*(1.8*d+CB*B);Re=V1*Lwl/1.0037*1000000;Cf=0.075/pow((log10(Re)-2),2);Rf=0.5*(Cf+0.0004)*1000*S*pow(V1,2);Rr=0.5*0.0010905*1000*S*pow(V1,2);Rt=(Rf+Rr)/1000;PE=Rt*V1/0.85;P=PE/(1.09927007*0.5*1.029*0.98);P=P/2;if(P<=688&&P>626)87 P=688;elseif(P<=666&&P>626)P=666;elseif(P<=626&&P>606)P=626;elseif(P<=606&&P>510)P=606;elseif(P<=510&&P>500)P=510;elseif(P<=500&&P>460)P=500;elseif(P<=460&&P>455)P=460;elseif(P<=455&&P>418)P=455;elseif(P<=418&&P>344)P=418;elseif(P<=344&&P>333)P=344;elseif(P<333)P=333;P=P*2;returnP;}doubleJSEEDI(doubleP,doubleDW)/*计算EEDI的值*/{doubleu,vkn,EEDI;vkn=v/1.852;u=vkn*pow(0.75,0.3333);EEDI=(P*0.75*198*3.206+0.05*P*3.206*3.206)/(DW*0.7*u);returnEEDI;}doubleJSRLV(doubleDW)/*计算绿色指标RLV*/{doubleRLV;RLV=2940*pow(DW,-0.5914);returnRLV;}doubleJSRFR(doubleLpp,doubleB,doubleD,doubleWf,doubleLW)/*计算RFR,其87 中Wf为燃油储备量*/{doublei,V,C,GT,SR,RFR,Ryf,CR,PW,CJ;/*CJ是船价，C是年运营费用，SR，收入，Ryf为燃油费，GT是净吨，i为初始每TEU价格*/intb1,b2;i=4000.0;RFR=0.0;CJ=1.2*LW;do{b1=floor(i);b2=floor(RFR);if(i=2.8)&&(a<=4.0)){Lpp=Lwl*0.98;MP1=1.008*Lpp*B*d*CB;P=JSP(Lwl,d,D,CB,B);87 Wf=2700/v*0.2376*1.2*P/1000;Wh=0.091*L*B*D;Wo=0.0165*L*B*D;Wm=5*pow((P/0.7355),0.5);LW=JSLW(L,B,D,P);DW=JSDW(P,LW);MP2=LW+DW;wc=(MP2-MP1)/MP1;if(wc>(-0.01)&&wc<0.01){KG=JSKG(D,LW,MP2);GM=JSGM(B,d,KG);if(GM>0.3){T=JST(GM,B,KG,d);EEDI=JSEEDI(P,DW);RLV=JSRLV(DW);if(EEDIJ1){i=i+1;PGTX1=PGTX;L1=L;B1=B;D1=D;CB1=CB;d1=d;Wh1=Wh;Wo1=Wo;Wm1=Wm;LW1=LW;MP21=MP2;87 MP11=MP1;P1=P;EEDI1=EEDI;RFR1=RFR;FCR1=FCR;RLV1=RLV;GM1=GM;KG1=KG;T1=T;Lpp1=Lpp;DW1=DW;J1=J;}}}}}}}}}}printf("优化结果为：n");printf("L=%-8.2f,B=%-8.2f,d=%-8.2f,D=%-8.2f,CB=%-8.3fLpp=%-8.3fn",L1,B1,d1,D1,CB1,Lpp1);printf("Wh=%-8.3fWo=%-8.3fWm=%-8.3fLW=%-8.3fMP1=%-8.3fMP2=%-8.3fn",Wh1,Wo1,Wm1,LW1,MP11,MP21);printf("DW=%-8.3fP=%fJ=%-8.3fn",DW1,P1,J1);printf("GM=%-8.3fT=%-8.2fEEDI=%-8.4fRLV=%-8.4fRFR=%-8.3fFCR=%-8.5fPGTX%-10.3fn",GM1,T1,EEDI1,RLV1,RFR1,FCR1,PGTX1);printf("//");printf("i=%d",i);}致谢87 衷心感谢陈顺怀老师和王丽铮老师的细心指导，从老师那里我学到了不少东西，无论是做事还是做人。衷心感谢徐怀亚学长，他在研究生工作之余，都会非常热心地来教室给我们解答各种问题，他是一个非常认真负责的人。最重要的是，学长去年也经历过毕业设计这个阶段，非常清楚我们的困难和想法，及时地解决我们的困惑，指出我们的问题。他踏实刻苦，乐于助人，是我们每个即将进入研究生学习阶段的学生的最好榜样。衷心感谢和我一起完成毕业设计的同学，我们在一起钻研、探讨，也一起聊天、欢笑。遇到困难的时候，我们会互相帮助，共同进退；收获成果的时候，我们会共同分享，为彼此高兴。是他们让我加深了对团队协作的认识，独立并且互助，没有我的团队就没有如今的成果。最后还要感谢我身边的同学、朋友和家人，是他们在我无助的时候给我鼓励，在我懒散的时候给我提醒。父母和朋友经常以电话的方式跟我沟通排解我的负面情绪；而在毕业设计过程中，最懂自己的莫过于同学，有些问题也是在和同学的讨论中才得以发现和解决。向这些在身边鼓励、支持我的人致以深深的谢意！设计人：陈泰文2016年5月25日87'