散货船快速性研究【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述 船舶与海洋工程 散货船快速性研究 【 摘要 】 综合对散货船快速性的影响因素的研究探讨，结合所学知识，主要有船体主尺度、船体型线的特征、船体上的总布置、静水力曲线以及初稳性、大倾角等，从各个方面深层次的探讨快速性的问题，根据母型船的数据来定位模型船体的相应参数，对散货船快速性的研究提供了参考性意见。 【 关键词 】 散货船 快速性 研究 引言 在船舶市场快速发展的今天，大家都努力提高船舶的各项性能， 在船舶设计中 ,船、机、桨的匹配问题一直是设计人员最关注的问题之一 .快速性良好的船舶应使得船、主机和螺旋桨 之间的性能综合匹配 .通过采用改进的非支配解排序的多目标遗传算法 ,

2、讨论了船舶概念设计阶段快速性优化问题 .以推进系统综合效率和排水量为优化目标 。 正文 快速性能是散货船开发研究的关键项目之一。在该船的快速性能研究中，主要对主尺度和船型系数进行了论证和选择，船体线型进行了优化研究设计，以及进行了不同主尺度、不同吃水、不同纵倾浮态等不同船型方案的船模试验和分析研究。 大致有以下因素需要阐明， 船舶主尺度是表示船体外形大小的主要尺度，通常包括船长、船宽、船深、吃水和干舷。船舶主尺度是计算船舶各种性能参数、衡量船舶大小、 核收各种费用以及检查船舶能否通过船闸、运河等限制航道的依据 。 同时船舶型线图也是我们同样考虑的问题， 船舶型线图是专门用来完整而准确地表达船体

3、形状和大小的图样。它是在三个互相垂直的投影面上，不但画出船体外轮廓的投影，同时画出一系列平面与船体表面交线的投影。型线图是十分重要的船舶总体图样。它不但准确地表达了船体的形状和大小，同时还是计算船舶容积、重量、和航海性能，以及绘制其他船舶图样和进行船体放样的主要依据 ，最重要的在实际生产过程中，要保证其光顺性， 曲线光顺是最基本的概念，因为船壳面的边界线和三向光顺必须进行曲 线光顺处理，但由于船舶设计者是用线型图和型值表来表示船体曲线的，而量取或读取图纸上的数据就不可避免地存在误差，从而造成线型的不光顺。因此，在实际放样前必须先进行线型的光顺。到目前为止已有很多讨论曲线光顺的文献，国外如 Fa

4、fin等用绘制曲线的曲率图的办法来人为判断曲线的光顺程度并指出需要修改的点，此法直观、使用方便，但人工交互太多且受到屏幕分辨率的影响。国内有圆率法，此法是在圆率及圆率差分的符号序列中挑出连续变号的点进行修改，以达到光顺的目的，此法的优点是不必引进坐标系，但只能对个别坏点有比较好的修正作用，对 连续出现的几个坏点就难以光顺了。关于船体型线中的三向光顺问题，归结为单根曲线的光顺和三向投影一致。即第一步建立坐标系，建立各组剖面线的函数样条，并光顺水线组，纵剖线组。第二步求水线样条与纵剖面的交点，及纵剖绂与水线面的交点，比较交点是否一致，不一致的进行修改 (取中点，重薪光顺求交 )，直至满意为止。而单

5、根光顺是采用通过由型值点建立一条分段样条函数曲线，再在允许拐点数和允许臌瘪段的范围内对曲线进行光顺。此光顺法与以前的光顺方法相比，具有几何意义明确，计算简单可靠，光顺能力强及收敛速度快等优点。 对于散货船总布置 即是 对船舶的舱室、上层建筑、通道以及各种主要设备、装置、系统等所作的全面统一的规划和布局。 ，船舶稳性是船舶各项设计性能中最基本的性能。古今中外，不知有多期授船舶困稳性不足而葬身海底。船舶稳性计算，主要是对任意曲线下所周的“面积”、“静矩 、形心”及“馈短”这四大基本要素进行计算，然而在此基础上算出船舶的各项稳性值。众所周知，除了最简单的固船外 络束多数船舶均为一具甫“兰商曲度 酊空

6、间几何体，迄今为止，船舶设计师还难以用纯数学分析式卷准确 完整地表达出船舶的三向线型来。因而， 船舶设计师在进行船舶稳性计算时， 只能采用“近似数值积分法”。当今，我国船舶设计部门采用的近似数值积分法主要有三种；切氏法、辛氏法和梯船滔 在这三种近似数值积分法中，前两种积分法的计算原理基础，是以“曲线 段代替所 计线的曲线 而在后一种积分法的计算原理基础， 则是以“折线段” 来代替所要计算的曲线。 航速是散货船一项关键性指标，根据设计任务书要求，船舶在已定主机功率一定的条件下，要满足续航力的装载要求，设计常用航速不应过小，按船舶的装载要求，如果散货船属大排水量船型，要求有较大的船体尺度和方形系数

7、；傅汝德数要大于 0 3，故又属高航速船舶 在限定的主机功率条件下，如采用较大的船长和较小的方形系数能有效提高船舶快速性能；但是，由于散货船的特殊运输性能，又对船舶的操纵回转性能有极高要求，船长越短越能有效提高船舶的操纵回转性能；要求船型必须具有较大的船宽、排水量和初稳性，才能确保海上拖曳作业时的急牵安全。研发设计中要解决船型的大装载、高航速、操纵性能和拖曳稳性这些矛盾，就必须从主尺度、船型系数选择及线型优化设计等几个方面来综合考虑。经过数次船模试验分析研究，设计吃水状态下方形系数不宜过大，棱形系数按航速取最佳值匹配。在线型优化设计中，还须考虑该船特 种设施如直升机平台等设备要布置和安装在船首

8、，则浮心位置需前移。 首尾侧推安装处要有足够的宽度，以便于侧推设备的安置；为确保船舶在任何纵倾状态下，球首前端不能超出船体首端点，以满足救助作业、消防灭火、拖曳操纵的特殊要求；尾部要保证两只大直径螺旋桨在大的推进功率驱动情况下有良好的来流，并应确保螺旋桨与船体有足够的间隙，减少螺旋桨水流对船体的冲击。该船采用上翘式球鼻首、 U型首部及 V型尾部， 以降低船舶航行阻力，改善双桨的伴流场，提高推进效率；在设计球鼻首时将球首横剖面形心略上移，增加轻载时的水线长度， 以减小兴波 阻力。 参考文献： 1.船舶静力学上海交通大学出版社 作者：杨尚荣、陈雪深、周超骏等。 2.船舶快速性人民交通出版社 主编：

9、应业矩 主审：赵连恩 3.船舶设计原理上海交通大学出版社 主编：顾敏童 4.大型中速船舶快速性和操纵性综合优化研究船舶（ SHIO&BOAT） 2003 年第5 期 杨松林、朱仁庆、王志东、张火明。 5.船舶快速性试验武汉造船 1994 年第 1 期 .林发双（长航武汉船舶质量空测站） 6.好望角型散货船的近期发展船舶设计通讯 2002 年 6 月，第 1-2 期 白绍隽 7.对选择船舶长宽比问题的考虑安徽省交通局 董詹南 8.基于 MATLAB 的船舶快速性和结构特性综合优化初步研究江苏科技大学学报（自然科学版） 2007 年 12 月第 25 卷 李娟、 杨松林、谢云平 、陈淑玲。 9.内

10、河大型船舶快速性能及结构力学特征综合优化方法研究造船技术 2008 年第 2 期，杨松林、杨绍龙、张火明。 10.论江海直达散货船结构与尺度之优化长江船舶设计院（ 2006）熊德喜、魏双娣。 11.散货船的发展趋势 中外船舶科技（ 2006） 2 白雪供稿 12.双壳体散货船结构强度评估及结构重 量优化 哈尔滨工程大学学报（ 2006）8 第 27 卷第 4 期 编著：黄衍顺、马焱、张丽君 13. 符拉索夫船舶大倾角形状稳性力臂估算方法及影响船舶静稳性曲线特征因素的分析 南方水运（ 95/NO2）林敬熙 14.用 EXCEL计算船舶静水力曲线江苏船舶 第 20卷 第 4期 王金春 15.随浪中船舶大倾角横摇稳性的研究集美大学学报（自然科学版）（ 2005）12 李子富、张建兵、唐海波 16.船舶主尺度微分进化分析海洋工程（ 2009） 8 第 38卷 第 4期 陈会庭、陈顺怀