船舶主要要素估算
船舶总体设计5-1主尺度
7.载货量系数（DW/△） 载货量系数（ 载货量系数 △ 即船舶载货量与船舶排水量之比。 即船舶载货量与船舶排水量之比。 在同一排水量下，载货量系数越高， 在同一排水量下，载货量系数越高，船舶装载 能力就越大，船舶经济效益将越好。 能力就越大，船舶经济效益将越好。 京杭运河标准船型DW/△值在 之间； 京杭运河标准船型 △值在0.75—0.8之间； 之间 川江及三峡库区标准船型DW/△值在 川江及三峡库区标准船型 △值在0.6—0.7 之间。 之间。 8.单位功率载量（t/kW） 单位功率载量（ 单位功率载量 ） 在相同航道条件下，单位功率载量越大，反映 在相同航道条件下，单位功率载量越大， 船舶阻力越小，船舶性能越优良。 船舶阻力越小，船舶性能越优良。 京杭运河标准船型t/kW值在 值在2—3之间。 之间。 京杭运河标准船型 值在 之间
（2）调查研究 ）
调查研究是搞好设计的重要环节。从设计开 调查研究是搞好设计的重要环节。 始以至整个设计过程中都要进行调查研究， 始以至整个设计过程中都要进行调查研究， 当然主要而大量的调研工作是在设计之初。 当然主要而大量的调研工作是在设计之初。 调研的内容包括: 调研的内容包括 查阅文献资料，调查航线、港口情况； 查阅文献资料，调查航线、港口情况； 现有同类实船的调研； 现有同类实船的调研； 调查船厂的生产能力等情况。 调查船厂的生产能力等情况。 通过调研掌握新船主尺度限制， 通过调研掌握新船主尺度限制，形成母型船 要素一览表，获得新船设计的思想、 要素一览表，获得新船设计的思想、方法及 各种有用的数据资料。 各种有用的数据资料。
(4)满足用船部门 船东 对新船的使用要求 满足用船部门(船东 对新船的使用要求; 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、建造 满足客观条件(航区航线 满足客观条件 航区航线、港口、 厂等)对新船主要要素的限制 对新船主要要素的限制; 厂等 对新船主要要素的限制 （6）新船的经济性要求：努力提高新船 ）新船的经济性要求： 的经济性。 的经济性。
船舶设计原理
1.简述船型论证的一般步骤：1.调查研究；2.设立船型方案（重量、航速、动力装置）；3.船型方案的技术、运营、经济型的计算；4.选取最佳船型；5.敏感性分析；6.提出建议方案编制设计任务书。
2.简述载重型船舶确定主要要素的步骤：1.排水量的估算（方法：载重量系数法，诺曼系数法）；2.主尺度初选（按母船型比例换算，利用有关统计式计算；3.性能校核及主尺度调整（重量校核，舱容最小干舷校核，稳性和横摇周期校核，航速校核）3.简述平行中体的作用于适用范围：1.对于前体可使进流段型线尖瘦一些，降低兴波阻力；2.对于后体可消瘦去流段的船体型线有利于改善形状阻力；3.简化工艺降低建造成本。
适用范围：Fr较低（Fr<）4.简述双层底的作用：1.保护内底，可提高船体纵向强度和抗沉性，保证船舶船底触礁和搁浅时不沉；2.可作为淡水、燃油、压载水舱之用；3.对油轮有防污作用5.简述纵倾调整方法和途径：1.改变油水舱，淡水舱的布局；2.中机型及尾机型船适当移动机舱位置；3.改变浮心位置6.简述采用网格法（变值发/参数分析法）优化设计方案的思路及特点：思路：系统的改变对设计船的主要性能有显著的影响的船舶要素，组合成若干尺寸方案，对每组方案都进行各项性能计算，然后再每组方案中比较优选。
特点：1.计算工作量比较大；2.参数变值范围不能过小；3.选用的方法与各种近似的公式应比较准确。
7.简述布置地位型船确定主要要素的步骤：1.按布置要求初选主尺度；2.排水量的估算；3.方形系数Cb 的确定；4.性能的校核； 5.综合确定合理的主尺寸。
8.简述船舶总布置的主要内容：1.主船体与上层建筑的总体规划；2.纵倾调整；3.梯口与通道的规划舱室的布置；4.舾装设备的选型与布置。
9.简述船型论证中进行敏感性的理由及常用的方法：为提高船型论证工作的可信度，降低投资者的决策风险通常要在确定性分析之后采用敏感性分析法进行不确定性分析，以期对最优方案作出更为确切的估计和评价。
12000DWT近海成品油船主尺度确定要点
1船舶主要特点 (2)1.1船型、航区及用途 (2)1.2船级 (2)1.3航速、续航力及自持力 (2)1.4设备 (2)1.5乘客编制及配置 (2)1.6要求完成的设计内容 (2)2船舶主要要素确定 (3)2.1排水量初步估算 (3)2.1.1选取载重量系数DW (3)2.1.2排水量△初步估算 (4)2.2初步拟定主尺度及方形系数 (4)2.2.1主尺度比法 (4)2.2.2统计法 (4)2.3初选主机 (5)2.4空船重量估算 (5)2.4.1 钢料重量估算 (5)2.4.2 舾装重量估算 (5)2.4.3 机电设备的重量估算 (5)2.5重力与浮力平衡 (6)2.5.1诺曼系数法修改主尺度 (6)2.5.2重新计算校核 (6)2.6载货量Wc计算 (6)2.7稳性校核 (7)2.8航速校核 (8)2.8.1估算总推进系数 (9)2.8.2估算设计船的有效功率 (10)2.8.3绘制有效功率曲线（EHP-V曲线） (11)2.8.4航速校核 (11)2.9舱容校核 (12)2.9.1双层底高度及双层壳宽度计算 (12)2.9.2本船所能提供的总容积V D (12)2.9.3货油舱能提供的容积V tk (12)2.9.4压载水舱（即双层壳之间）能提供的容积： (12)2.9.5货油所需容积V cn (13)2.9.6压载水舱所需容积V bn (13)2.9.7 校核 (13)2.9.8 小结 (13)参考文献 (14)1船舶主要特点1.1船型、航区及用途本船为钢质、具有连续甲板、首楼和尾上层建筑、球鼻艏线型、倾斜艏、混合骨架全电焊结构、双底、单桨、单舵、艉机型、单柴油机驱动的散货（成品油）船、航区为近海航区。
1.2船级本船按“ CCS”有关规定设计1.3航速、续航力及自持力本船试航速不低于10.5kn；续航力3000n mile；1.4设备锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置1.5乘客编制及配置乘员人数按需要及调查后自定，室内设施按舱室设备规范配置1.6要求完成的设计内容1）确定主尺度及主要要素2）进行总布置设计、绘制总布置草图3）编写设计报告书2船舶主要要素确定2.1排水量初步估算在初步设计阶段，首先需要查找母型船资料。
船舶操纵笔记
定速直航（一般为全速）的船舶操一定舵角（一般为满舵）后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈（turning circle）。
表征旋回圈大小的几何要素主要有进距、横距、旋回初径、旋回直径、滞距和反移量等。
1．进距（advance）进距也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时重心所移动的纵向距离。
通常，旋回资料中所说的纵距，特指当航向转过90°时的进距，并以A d表示之，其约为旋回初径的0.6～1.2倍。
2．横距（transfer）横距是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时船舶重心所移动的横向距离。
通常，旋回资料中所说的横距，特指当航向转过90°时的横距，并以T r表示之，其约为旋回初径的一半。
3．旋回初径（tactical diameter）旋回初径是指从操舵开始到船舶的航向转过180°时重心所移动的横向距离，并以D T表示之。
它大约为3～6倍的船长。
4．旋回直径（final diameter）旋回直径是指船舶作定常旋回时重心轨迹圆的直径，亦称旋回终径，并以D表示之。
它大约为旋回初径的0.9～1.2倍。
5．滞距（reach）亦称心距。
正常旋回时，船舶旋回直径的中心O总较操舵时船舶重心位置更偏于前方。
滞距是该中心O的纵距，并以R e代表之，大约为1～2倍船长，它表示操舵后到船舶进入旋回的“滞后距离”，也是衡量船舶舵效的标准之一。
6．反移量（kick）反移量亦称偏距是指船舶重心在旋回初始阶段向操舵相反一舷横移的距离。
通常，该值极小，其最大量在满载旋回时仅为船长的1%左右。
但操船中应注意的是，船尾的反移量却不容忽视，其最大量约为船长的1/5～1/10，约出现在操舵后船舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。
反移量的大小与船速、舵角、操舵速度、排水状态及船型等因素有关，船速、舵角越大，反移量越大。
表征船舶旋回运动状态的运动要素主要有漂角、转心及其位置、旋回中的降速和旋回中的横倾等，它们与船舶的旋回性能有着密切的关系。
船舶设计原理要点
1.试航航速V t：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下，静止在水中（不超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。
服务航速V S 是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。
2.续航力：一般指在规定的航速或主机功率情下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。
3.自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。
4.船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满足的规范。
5.积载因数C：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积数，单位是T/m 3。
6.船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分，甲板层数，甲板间高等。
7.载重量系数ηDW=D W0/Δ0：它表示D W0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW大者，L W小，表示其载重多。
而对同一使用任务要求，即D W和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。
8.平方模数法：假定W h比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D 的某种组合）如W h=C h L(aB+bD)。
该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。
9.立方模数法：假定W h比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有W h=C h LBD。
该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，C h值随L增加而减少的趋势比较稳定。
对大、中型船较为适用。
缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对W h的影响看成是等同的。
10.诺曼系数N:错误！未找到引用源。
,表示的是增加1Tdw时船所要增加的１浮力。
11.载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。
12.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。
13.失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速度较静水条件时的减少量，这种速度损失有时是相当大的。
海船结构计算剖析
0.52L
要求值(mm) 实取值 11.42
2
(mm) 12.0
是否符合要求
(cm )
(cm )
2
58.55 9.85 45.24 9.35 26.75 11.42 26.75 782.60 10.83
⊥ ⊥ ⊥ ⊥
26.0
230 符合要求 230 符合要求 200 符合要求 200 符合要求
符号 t1 t2 t1 t2 t b t1 t2 t1 t2 t1 t2 t t1
公式
0.072sE-1(L+170)Fb0.5
要求值(mm) 实取值(mm) 是否符合要求 引用规范 10.05 11.18 9.05 20.50 13.18 1204.50 10.05 11.18 7.81 7.81 7.70 10.06 9.00 9.10 8.54 750.00 30.75 11.18
800
12s ≥6mm 10s ≥6mm
0.085sE-1(L+110)Fd0.5
8.0 7.0 9.0
1.05s√L+75
自航驳船
单
层底
横
舷侧 横
甲板 横
船名 (三) 单层底:(横骨架式)
计算船长L=
船体结构规范计算书
HY504A- 110-01JS
87.000
m
型 宽 B=
13.800
m
设计吃水d=
m m m m
设计吃水d=
计算肋距取s=
第二层甲板间高
桥楼和艉楼甲板间高
6.500 0.639 -
m m m m
是否 符合 要求
艏楼甲板间高
1、 构件名称 主肋骨
3-船舶总体要素
§1 排水量、载重量、总吨位
一、排水量
１、排水量是船舶在水中所排开水的吨数，又称浮力排水量， 是船舶自身重量的吨数。根据阿基米德原理：
△＝╳V 或 △＝╳▽
排水量△的单位是吨(t)。 水单位体积重量或ω的单位是(t／m3). 船体水下部分体积V或▽的单位是(m3). 排水量吨位又可分为轻排水量、重排水量和实际排水量三种。 （1）轻排水量，又称空船排水量，是船舶本身加上船员和 必要的给养物品三者重量的总和，是船舶最小限度的重量。 （2）重排水量，又称满载排水量，是船舶载客、载货后吃 水达到最高载重线时的重量，即船舶最大限度的重量。 （3）实际排水量，是船舶每个航次载货后实际的排水量。
又称注册总吨，原先是指船舱内及甲板上所有关闭的场 所的内部空间（或体积）的总和，是以100立方英尺或2.83 立方米为一吨折合所得的商数。
现在“国际船舶吨位丈量公约”规定：GT=K1V 式中，K1=0.2+0.02•lgV容积总吨的用途很广，它可以用于国 家对商船队的统计；表明船舶的大小；用于船舶登记；用于 政府确定对航运业的补贴或造船津贴：用于计算保险费用、 造船费用以及船舶的赔偿等。
因此，现在世界上有两种吨位计算方法： ①国际船舶吨位丈量公约计算方法。 ②巴拿马运河、苏伊士运河计算方法。
2，容积净吨（Net Registered Tonnage，缩写为NT） 又称注册净吨，是指从容积总吨中扣除那些不供营业用
的空间厉所剩余的吨位，也就是船舶可以用来装载货物的容 积折合成的吨数。
民船通用的典型载况是空载和满载，相应的典型排水量 为空船排水量和满载排水量。
1．空船排水量 空船排水量系指新船竣工交船时的排水量，即空船排水
量≈LW，此时，动力装置管系中有可供主机动车的油和水， 这部分油水重量包含在机电设备重量内，相应的机电设备重 量称为湿重，但不包括航行所需要的燃油、滑油和炉水储备 及其他载重。
任务书分析及船舶主要要素确定
第二节任务书分析及船舶主要要素的确定1. 任务书分析的要求1.1 任务书的内容1.1.1 概念船舶设计技术任务书是船舶设计的依据。
是由船东或业主根据使用要求，考虑技术和经济条件等实际情况，经过技术经济论证之后编制的。
1.1.2 内容航区、航道、气象、用途、尺度要求、主要技术经济性能、主辅机及主要设备、舱室标准、经费预算、规范和标准的规定和要求、一些特殊要求等。
1.1.3 名词概念航区：根据水域航道、气象、风浪等划分的船舶航行区域。
内河航区划分：A 级航区—吴凇口至江阴B 级航区--- 江阴至宜昌C 级航区—宜昌以上海洋航区划分：遮蔽航区—10海里（n mile ）以内沿海航区一10〜20海里（n mile ）近海航区一20〜200海里（n mile ）无限航区—200海里以外试航速度（kn或km/h）：主机最大持续功率情况下，蒲式风级不超过三级的满载试航速度。
服务速度（kn或km/h）:船舶平时营运所使用的速度。
续航力（n mile或km）：在规定的主机功率或航速情况下，船上一次所带燃料可供连续航行的距离。
规定续航力是为了计算燃料储备量。
自持力（自给力）（d）:船上所带淡水和食品能在海上维持的天数。
1.2 任务书的分析任务书的分析必须包括以下内容：1.2.1船型、主尺度、主要系数、航速、续航力、自持力设计船的材料、甲板形式、单、双机、桨、驱动的动力、船类（干散货船、件杂货、集装箱、油船、客船等）；航区、航线；主要用于装载什么货物（矿石、钢材、建材）为主，兼装货物。
该船舶优、缺点。
是否吃水受到航道的限制，平面尺度如何，方型系数如何、是否合理。
该船的佛氏数在什么范围，航速为多少左右设计航速不大于、不小于多少是合理的。
分析设计船的续航力、自持力（讨论油水、食品、备品与经济性的关系）。
1.2.2船级、法规、规范、规则、标准该船入级否，入那个船级社（CCS BAS BV GL NK等）。
用何法规建造规范标准对该船航区的要求设计衡准。
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船舶主要要素确定
1.1 母型船资料
母型船主要要素：
总长：117.8m 排水量（满载）：11646.5t
垂线间长：111.4m 总吨位/净吨位：6550/2854t
型宽：18.0m 型深：10.4m
设计吃水：7.00m
1.2计任务书提要
载重量：本船载重量7500 t
船体结构：（1）本船为双甲板干货船。
货舱为双底双壳，设有二个货舱，钢质全电焊接结构。
（2）船体结构采用混合骨架式，货舱甲板，货舱舷侧、抗扭箱
及底部为纵骨架式，，其余首、尾及上层建筑甲板室为横骨架式。
机舱设计考虑防振要求，首部设计考虑空载到港时底部拍击，水线以上拍击及冰区加强要求。
（3）本船按CCS船级社“钢质海船入级规范”(2006年)版进行
设计。
并满足“B”级冰区加强要求。
（4）本船为尾机型，具有双甲板及短首楼，单舵，单桨。
航区及稳性：本船干舷满足“国际载重线公约”(1966)，对国际航行的B型船舶的要求。
航速：螺旋桨设计时考虑主机功率储备10%，本船在设计状态，船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下，主
机发挥到85%MCR时，设计速度为11.5Kn
1.3排水量∆
载重型船舶的排水量估算可以用下面的公式来估算：
∆=DW/ηDW
其中ηDW 根据船舶设计有关文献给出的估算公式
ηDW =0.64+0.0556×(DW/10000)=0.68
所以∆=7500t/0.0.68=11029t
1.4船长L
根据经验公式
L=L0(∆/∆0)1/3
L=117.8m×(11029t/11646.5t)1/3=115.7m
1.5吃水d
吃水受港口的航道和泊位水深的限制。
可用公式
d=d0(∆/∆0)1/3
d=7m×(11029t/11646.5t)1/3=6.9m
1.6型宽B
B=B0（∆/∆0)1/3
B =18m×(11029t/11646.5t) 1/3=17.7m
1.7型深D
D=D0d/d0
D=10.4m ×6.9m/7m=10.2m
1.8垂线间长L PP
由母型船的资料可知L0=117.8m，L0PP=111.4m，相差6.4m。
所以新船的垂线间长为115.7-6.4=109.3m
1.9方形系数
C B=∆/ρkL pp Bd
C B=11029t/1.025×1.006×109.3m×17.7m×6.9m=0.79
1稳性校核和横摇周期估算
1.1初稳性高GM
根据经验公式
GM=a1d+a2B2/d-a3D(GM O=0.82m)其中，a1=C W/（C W+C B），C W=（1+2C B）/3
a2=C W（0.1C W+0.13）/C B
a3由母型船的资料算出
所以，a1=0.521，a2=0.083，a3=0.66
GM=0.632m（≥0.150）,符合要求。
1.2横摇周期估算Tφ
按国际海事组织的完整稳性的规则，横摇周期按以下公式计算：
Tφ=CB√GM
其中C——系数，在0.73-0.81之间C=0.81
Tφ=0.81×17.7/√0.632=17.8sec（Tˊφ=15.32sec）
2重量校核
2.1钢体重量估算
利用立方模数法计算，船体钢料重量比例于线性尺度的立方：
W H=C H LBD
C H取自于母型船，C H=W HO/L O B O
D O=0.087
W H=1717t
2.2舾装重量估算
利用平方模数计算：
W O=C O（LBD）2/3
C O取自母型船C O= W Oo/（L O B O
D O）2/3=1.24
W O=905t
2.3机电设备重量估算
W M=C M（P D/0.7355）0.5
C M取自母型船，C M=9.379
W M=535t
所以空船重量LW =W H+W O+W M=1717+905+535=3157t
第二种算法：
∆/∆0=LW/LW O，∆O=11215.7,LW O=3297t
所以LW=3242t
从母型船的数据得到空船时的油水重量为137.3t，DW'=∆-LW=7924t
2.4重量校核
DW1=∆1-LW=11029-3157=7872t,比第二种算法差的小，比任务书多出372t，需要修正。
应用诺曼系数法修正：
δ∆=N·δDW，N就是载重量系数的倒数，N=1.47
δ∆=1.47×372=547t
通过减小方形系数来调整排水量，由于C B减小，W H、W O也会减小，
δ∆=600t，∆=∆1-600=11029-600=10429t
C B=(10429/11029)×0.79=0.747
3快速性的校核
海军系数法。
海军系数
C=∆2/3V3/P
母船的C=（11646.5）2/311.583/2500=319.14
假定新船与母型船的C值相同P=2400KW所以
V=（PC/∆2/3）1/3=11.7kn （满足任务书要求的11.5kn）
4舱容的估算与校核
4.1主船体总容积的估算
根据主尺度的，可估垂线间长范围内主船体的型容积
V H=C BD L PP BD1
其中，C BD=C B+（1-C B）（D-d）/（C1d），C1取3，C BD=0.787
D1=D+S M+0.7C，S M=0.58m，C=0.02B=0.354
D1=11.028m,所以，
V H=16790.5m3
4.2货舱容积的估算
根据主尺度用立方数法可粗略估算货舱容积
V TC=CL PP BD
其中C取平均值０.57，所以
V TC=11247.8m3
4.2压载舱容的估算
目前多用途货船多为半定期性质，多用途又大大减少了船舶空放率，所以压载水量的要求可稍低些，一般取为30％DW左右。
V B=30％DW=2250m3
4.3其它舱容估算V A
这些舱容可以直接取母型船的资料：
燃料油舱容积∽300 m3
柴油储存舱∽127 m3
淡水舱容积∽189 m3
4.4舱容校核
实际需要的舱容
V'H=V TC+V B+V A+V D=11247.8m3+1500m3+616m3+1279.7m3=14643.5m3
新船所能提供的舱容V H=16790.5m3>V'H ，所以舱容可以满足要求。
5小结
据以上计算认为：△=10429t，Lpp=109.3m，B=17.7m，d=6.9m，D=10.2m，CB=0.747 ，主机功率P=2400KW的方案能满足任务书的要求。