1、毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 21500DWT散货船性能计算 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 国外动态： 首先 ,世界三大经济体经济全面复苏 ,推动了全球经济和贸易的发展 ,也为航运业提供了巨大的市场需求 .2004 年美国 GDP 增长率为 4.5%;日本经济复苏明显 ,达到 3.0%;欧盟为 2.6%.我国经济持续、平稳、较快发展 ,保持了 9.5%的增速 .这为散货运输市场提供了良好的发展契机 . 其次 ,世界散货需求继续保持增长 ,其中中国成为影响市场需求的主要因素 . 在全球消费市场和跨国采购的带动下 ,全 球能源运输需求呈现出持续增长趋势 .2004年全球海
2、上干散货贸易运输需求量达到 30.05亿 t,比 2003年增加 5100多万吨 2.全球干散货运力规模为 3.293 亿载重吨 ,同比增长 7.12%.但由于运量增长的幅度相对较大 ,干散货市场在运能供应上略显不足 . 2003 年 ,国际造船市场出现罕见兴旺 ,全球散货船订造量达到前所未有的 410 艘、3190 万载重吨的历史成交纪录 .2004 年上半年 ,由于船厂放慢接单速度、船价上升和运价波动等诸多因素的影响 ,散货船年成交量较 2003 年同期略有减少 ,订造量为 180 艘、1480 万载重 吨 .2003 年 ,散货船年成交价值量 (年成交散货船合同船价总金额 )高达 116
3、亿美元 ,相当于正常年份的 2 倍 .2004 年上半年 ,全球散货船年成交价值量为 56 亿美元 ,低于 2003年同期水平 . 自 2003年初以来 ,全球船厂散货船手持订单量出现大幅增长 .由2002 年底的 3240 万载重吨增长到 2004 年底的 6280 万载重吨 .近几年来 ,各种散货船手持订单量与保有量 (从事营业性运输的船舶 )的比例都有较大幅度的上升 ,特别是好望角型船由 2001 年的 9.2%提高到 2004 年的 27.3%.大灵便型船相应由 14.9%提高到 23.3%.反映出近些年船东对好望角型和大灵便型船订造的偏爱 . 散货船租船市场租金稳步上涨 .其中波罗的
4、海好望角型船运价指数 2004年 11月底收于 8335 点 ,较年初上涨 24.3%;巴拿马型船运价指数收于 6101 点 ,较年初上涨 26.2%;灵便型船运价指数收于 3455 点 ,较年初上涨 14.5%.在新船订造周期长的情况下 ,多数船东更倾向于选择风险小、收益见效快的租船市场投资 ,租进船舶从事散货运输 .散货船租金的持续走高 ,是散货市场运价攀升的重要因素之一 .各型散货船需求分析 ,近些年来 ,散货市场对散货船的需求主要是普通散货船 ,而散 /油 兼用船和自卸式散货船的需求较少 .随着对大型散货船需求量的不断增多 ,好望角型、巴拿马型和大灵便型船在散货船中所占的比例不断增加
5、,而小灵便型船的比例却在逐渐减小 .2003 年 ,好望角型、巴拿马型和大灵便型散货船订单量分别为 1430 万、 860 万和 660 万载重吨 ,占散货船订单总量的45%、 27%和 21%. 在需求快速增长的同时 ,尽管船公司加快了新船订造 ,但由于造船周期一般要持续 23年 , 运力在短期内难以相应提高 ,因此未来两年的运力增长将低于需求增长 .2003 年国际散货市场供需关系曾一度严重失衡 ,但这种情况在 2004 年下半年已经有所缓解 .预计 2005年供需矛盾将进一步缓解 ,2006 年有望达到平衡 据劳氏船级社统计数据， 2003 年日本、中国和韩国等三国的总市场份额超过 95
6、%，完全垄断了全球散货船建造市场。日本和中国是最主要的散货船建造国家，韩国市场份额呈下降趋势，欧洲几乎已完全退出散货船市场（仅罗马尼亚和乌克兰等少数欧洲国家建造少量散货船）。今后韩国仍将把重点放在 LNG 船、集装箱船和油船上，不大会大规模进入散货船市场。显然，日本是中国建造散货船主要的也是唯一的竞争对手。 国内动态： 中国经济高速增长是散货船市场发展的强劲 动力 .目前 ,中国已成为世界上第六大经济体 ,占世界经济总量的 13%.同时 ,中国正处于工业化进程中期的重化工业化阶段 ,对煤炭、铁矿石等原材料和能源物资的需求猛增 .而这些货物都需要有大型散货船作为载体 ,有关方面预测 ,2005
7、年中国对散货船运力需求将达 5060 万载重吨 ,占 全球的18.2%;2010 年对散货船运力需求将超过 6850 万载重吨 ,占全球的 2 2%.同时 ,散货船作为三大主流船型之一 ,不仅有巨大的市场需求，而且我国拥有明显的竞争优势 ,应当成为中国走向世界第一造船大国进程中重点发展的一种船型 . 随着国民经济的飞速 崛起 ,我国内地和沿海内外贸易得到了迅猛发展，航运事业亦随之高速增长 .适宜江海直达和航行于东南亚、日本、韩国的国际航线 20005000 吨级的散货船受到我国中、小型航运企业的关注 .20005000 吨级散货船由于吨位适宜、揽货灵活、吃水浅 ,能直航长江中、下游各港口 ,免
8、去了载驳、转运 ,直达货主码头等优点 ,深受中、小型货主的欢迎 . 通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势在快速性 , 虽然近些年来石油价格有涨有落 ,但适当提高航速速有利于提高运输的经济性，所以近几年建造的散货船服务航速略有提高 .以好望角型 散货船为例 ,七、八年前有些好望角型散货船的服务航速尚有 13.5 节或 14 节的，但近年建造的好望角型散货船的服务航速都在 14.5 节以上，最近不少船东都要求服务航速达到 15 节以上 .因此，在船舶初投资增加不多的条件下，如何提高船舶载重量和服务航速是开发好望角型散货船的一个重要研究课题，也是一个较难解决的课题，所以当前世界上对新
9、的大型散货船的研究开发中，大方形系数线型快速性和结构设计中减轻船体重量已成为重要的研究内容 . 其次就是大型化 .从事不同类型货物运输的船舶大都在扩大自己的运输能力，而增大载重量是最有效的途径，近 年来灵便型散货船、巴拿马型散货船、好望角型散货船的载重量都有明显增加的趋势 .从最近两年的散货船订单看，船东越来越偏好于大吨位的散货船 .可以预见，在未来一段时间里， 20 万吨左右的大型散货船将是建造的主流 . 散货船向多用途货船发展也是一种趋势，如兼顾装载一些集装箱，尤其是一些中小型的散货船更是如此 .一些大中型的散货船为适应航行于更多的航道和水域，设计成浅吃水或超浅吃水船型 . 散货船的使用年
10、限加长主要是船东出于经济方面的考虑，同时二手船市场的存在也有一定的影响 . 世界上越来越多的国家都增强了环保意识 ,对本国领海制 订了环保法规 ,有些已被IMO 接受，如从 2000 年开始，船舶主机排放的氮氧化物（ NOx）必须满足新的要求，有些老的船用主机将被淘汰 .目前，一些新的法规已在一部分国家实施，如要求船舶进入该国领海必须置换压载水以防止有害物质和微生物进入该国海域 ,这就对提高船舶的压载系统性能和船体强度提出了新的课题 .在船舶设计开发中还应考虑如何布置好油舱，或在大型船舶油舱与船体外板之间设置隔离舱，以降低船舶破损后产生污染的可能性 . 载运大宗货物的散货船都是低速船，所以船体
11、都比较丰满，大多为单桨推进，宽浅吃水型船也有采用双桨的。现代 散货船一般都设置具有整流作用，并能兼顾压载航行工况的球首。 散货船的总布置有以下的特点。 1.现在散货 船都采用尾机型。这样中部方整 的部位都可以用于货舱，有利于货舱口的布置和提高舱容利用率，也有利于结构的连续性，提高纵总强度。机舱的长度在机舱布置许可的情况下应尽量缩短。首尖舱的长度约（ 0.05-0.07） Lpp, 尾尖舱的长度约（ 0.035-0.045） Lpp。 2.散货船的货舱通常设有顶边舱和底边舱。这种货舱形状的好处是：减少卸货时的清舱工作量；减少平舱工作量；顶边舱和底边舱用于装载压载水，增加了压载量，提 高了压载重心
12、，可增加压载航行首尾吃水和改善压载状态的横摇性能。散货船货舱的数量根据船的大小、装卸设备的配置以及破舱稳性的要求确定，每舱长度一般不超过 30 米。 3.散货船一般都为单甲板。大型散货船大多仅设甲板室，无首楼和尾楼，也有些仅设首楼，无尾楼；中小型船一般设有首楼，并根据需要设置尾楼。驾驶室以及船员生活舱室等都设置在尾楼。甲板室的层数和高度根据所需的布置地位以及驾驶盲区的要求确定 4.散货船大多设有甲板起重机，主要用于卸货。对大型散货船和主要用于定线运输煤、矿砂等散货的船，如码头有装卸设备，则船上可以不 设起重机。现在散货船根据需要有的采用自动卸货设备，称为自卸散货船，常用重力喂料、皮带运输的卸载
13、方式。这种设置一般由料斗、斗门、舱底输送带、横向输送带、提升带以及悬臂输运带等组成。不过自卸散货船造价比较安昂贵。 船体型线是关系到船舶技术、经济性能的全局性设计项目之一，它与船舶静力与动力性能、总布置、结构与建造工艺等密切相关。因此，通常在船舶设计的初始阶段确定总体设想及确定主要要素时就要对型线设计问题进行考虑。 散货船的型线设计主要应注意以下几点： 保证设计船具有良好的性能。一般说来，船体水线以下部分 的型线决定了船舶的浮力、稳性、快速性、操纵性、耐波性等；水上部分的型线对船舶的耐波性、稳性、分舱及破舱稳性等有重大影响。船体水上和水下部分的型线要做到几何上的合理配合。 与总布置及总体结构相
14、互协调。包括容积、甲板地位、舱壁的位置、舱口尺寸、机舱和设备的布置、浮态等。 使结构合理，施工维修方面。例如，从工艺性角度，船体表面应尽可能地采用可站展曲面或平面与折角线组成的简易型线，这有利于降低造价，但对船舶快速性不利，因此选用哪种方案还需要根据具体情况权衡利弊 船舶主要要素确定之后，型线设计 通常与总布置设计及总体结构设计配合进行，重要产品的型线往往需要通过船模实验来确定。型线图是后续的总布置图、结构设计、舱容及性能计算与生产放样的依据。 要想散货船起到以上的作用和效果 ,船舶在总体性能方面也需要达到一定的水平 .本次课程设计 ,秉着前人的经验和自己的设想 ,对散货船的总体 ,性能进行了
15、一次系统的考虑和设计 .由于时间和能力水平的限制 ,存在许多的漏洞和错误 ,希望得到各位指导老师的批评与指正 . 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1、确定主尺度 2、设计型线 3、总布置设计 4、计算船体静水力曲线、重量重 心计算与初稳性 4、估算阻力与有效功率 5、设计螺旋桨 三、研究步骤、方法及措施： （一）、总体部分 （ 1）、分析任务书和母型资料； （ 2）、设计船排水量及主要尺度确定； （ 3）、设计与绘制型线图； （ 4）、设计与绘制总布置草图； （ 5）、设计船静水力计算与静水力曲线绘制； （ 6）、设计船重量与重心计算设计船初稳性与浮态计算 （二）、性能部分 （ 1）、
16、设计船阻力与有效功率估算； （ 2）、设 计螺旋桨与绘制螺旋桨。 （三）、准备外文资料 （四）、写毕业论文和毕业答辩准备 （ 1）、撰写毕业论文与输出打印论文与设计图纸 （ 2）、毕业答辩准备 四、参考文献 1. 刘晓东 ,谢新连 .散货船运输市场现状与发展趋势 J.大连海事大学 ,2001 2. 朱汝敬 ,侯华伟 .散货船发展与散货船市场趋势 N. 中国船舶工业经济研究中心 3. 徐光晓 ,蓝孝治 .用于浙江沿海的新型散货船设计 J. 4. 朱汝敬 ,侯华伟 .散货船发展与散货船市场趋势 J. 中国船舶工业经济研究中心 5. 中国造船业有望持续增 长 .海际大和证券公司调查研究部 . 6. 中国船级社上海规范研究所 . 钢质海船入级与建造规范 (2001 第二分册 ). 北京 :人民交通出版社， 2001. 7. 顾敏同 .船舶设计原理 M.上海交通大学出版社， 2001.2. 8. 留颂军 .75000 吨巴拿马型散货船总体设计 M， 2008.1.
