1、毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 浙江海洋学院片列四体船初稳性研究计算 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 Daniel Tollet 最早提出了四体船设计概念，并于 1990 在法国主持建造了第一艘四体船 “Alexander” 号。它长 17.5m，重 13.5 吨，由四个 300 马力的发动机推进，航速达到了 60 节。 “Alexander” 号在法国地中海沿岸航行了五年，运载了大量的旅客。 20 世纪 90 年代，人们进行了对各种尺寸四体船的设计。法国的大型钢铁企业 SOLLAC 看到了高强度钢质大型四体 船的市场，于是赞助 122175m 长的四体货船的设计工作。
2、26m 长的四体货船 “Roxelane” 号在法国建成，并在加勒比海的马提尼克成功试航。它的设计航速只有 30 节。美国的营造商在诺福克的 Moon Engineering 公司订购了另外一艘 26m 长时速高达 50 节的铝质四体渡船。 1 而近年来排水量船型，受到船东门的青睐。但是排水量船型阻力太大，功率消耗水平远不如多体船；而且耐波性欠佳，尤其是双体船，当发生纵横摇耦合运动时，大多数乘客受不了，舒适性差。有鉴于此，船东们希望排水量船型在保持其固有优点的同时，应使 其上述缺点有根本的改善。 稳性是船舶诸性能中（如浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性）的前提要求。船舶的稳性，是指船舶
3、受到外力矩的作用离开平衡位置而发生倾斜，当外力矩消失以后，船舶所具有的回到原来平衡位置的能力。静稳性可以使用复原力矩的大小来衡量；动稳性则需要使用复原力矩所做的功的大小来衡量。他们均是变量，受船舶排水量、稳性高度和倾斜角的影响。 多余民船来说，稳性的保证关系到船员的生命以及多余一次运输的成功是重中之重；多余军船，稳性的保证更是加大了在远洋航行巡逻的保证。对于全稳性的计算包括了初稳性和大 倾角稳性（动稳性）。 本次研究采用静力学方法分析多体船横倾状态下的受力情况，建立了多体船完整稳性的计算模型，由于侧体对全船稳性的影响方式相同，故三体，四体，五体，侧体对全船稳性的影响都是一样的。对于四体船，每个
4、侧体产生的力矩可按线性的方式进行叠加， 计算多体船的初稳性和大倾角稳性，在实际使用时，可利用原单体船的稳性计算程序，分别计算出各个船体的静水力性能和稳性横截曲线，再根据方法即可计算四体船和初稳性。 (1)多体船的稳性特点与单体船类似。本文研究的超细长多体船的 GM 值一般远小于双体船 ,从而克服了双体船 横摇性能差的缺点。 (2)侧片体的跨距对 GM 值和静稳性臂有较大影响 ,增大跨距对改善初稳性起决定作用。 (3)多体船的稳性 (包括初稳性和大倾角稳性 ),可以通过改变侧体的尺度和横向布置位置 (跨距 )来调节 ,以获得合适的初稳性高和满足大倾角稳性的要求。采用合适的侧体设计 ,可以得到变化
5、平缓的静稳性曲线 ,避免因横摇时一侧片体出水而引起静稳性曲线突变。而对同一个主体方案 ,采用不同尺度、布置位置的侧体方案 ,可获得相近的 GM 值。 (4)多体船可以获得较大的初稳性高 ,从而能够提高在受损情况下船舶的生存能力 ,并且不会像单体船和双 体船那样由于初稳性高增加引起剧烈的横摇运动。其原因是对于多体船来说 ,侧体不仅可以增加稳性高 ,横摇时还可以增大横摇阻尼。 (5)多体船初稳性的计算结果仅适用较小的范围 ,一般在约 5以内可以适用。 (6)多体船的稳性特点使得侧体的设计非常灵活 ,这与传统的船舶设计方式有了很大的不同。 8 四体船与三体和五体船有着极大的不同。它设计独特，是一种高
6、速、浅吃水、航行平稳、尾流很小的高性能船舶。四体船的四个窄楔形船体，可以产生水动升力，并且在船体间的窄带空间里还可以由空气动力产生附加的升力，因此推进器的需求功率可以比普 通船舶小得多。另外伴随着气动升力，气体在船底可以产生气垫来减小阻力。四体船的四个船体并排展开，这样它就有更好的可靠性和幸存机会，因为一个船体出了问题并不会很容易的传到其它的船体。 综上，国内对于多体船稳性的研究越来越重视，对于多体船的发展更是加强了军用船舶以及民用船舶上的发展。高速双体船与其它高性能船相比 ,除了甲板面积宽敞、稳性好及吃水较小外 ,尚具有技术要求不太复杂、成本较低、易于发展 ;没有易损坏的或复杂的部件、使用可
7、靠、维修保养方便等优点。高速单体船这些年也有较长足的发展 ,这是因为它也具有上述优点 ,尽 管在甲板面积和稳性方面不如双体船。此外 ,同其它高性能船相比 ,高速排水量船型在发展到大排水量方面不会产生太大的困难。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 四体船横向位置 b 变化对四体船初稳性的影响。 主要解决的问题：推导出四体船初稳性计算公式，代入各侧体主尺度，求出初稳性，画出静水力曲线。 三、研究步骤、方法及措施： （一）推导四体船初稳性计算公式 （二）计算静水力曲线所需的值 （三）绘制静水力曲线 （四）分析结果。 四、参考文献： 1陈剑利 .四体船 OL. http:/ 2刘烽杰 . 船舶稳性研究 J.中国水运 .2007 3高家镛 . 船舶稳性研究的现状及展望 J.上海造船 .2003,(1). 4许统铨 . 多体船技术开发 J .交通部上海船舶运输科学研究所学报 .2000,(2). 5 张文斌 ,姚震球 ,蒋志勇 .船舶稳性理论研究的方法及进展 J.华东船舶工业学院学报 (自然科学版 ),2002,(01). 6杜文塔 ,陈剑利 .多体船在军事领域前期波澜 .J.国防科技 ,2003 7 王研 .关 于大型高速多体船船型的探讨 .船舶物资与市场， 2002. 8李培勇 ,裘泳铭 ,顾敏童 ,许统铨 .多体船型完整稳性的计算，上海交通大学学报， 2002,(11).
