1、毕业设计文献综述 船舶与海洋工程 万吨级散货船性能设计 1.前言： 散货船自 20世纪 50年代中期出现以来，总体上持着强劲的增长势头 .在国际航运业中，散货船运输货物运输的 30%以上 .由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军 .随着世经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头。 2010 年上半年散货船市场行情也可铺因抢运铁矿石而出现上涨。 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。 随着世界经济的发展，散货船运输在经济发
2、展中的作用日益重要。要实现我国成为世界第一造船大国的目标，首先就要在产量上超过日本和韩国，为此应该把吨位大、技术难度小、已形成优势的三大主力船型之一的散货船作为发展的重点 。 2.国内外散货船发展现状 国际方面 : 二战后，散货船应用范围和船队规模快速扩大。世界散货船保有量由 1954 年的 61 艘、 116.7 万载重吨（其中矿石船占 70%）增至 1960 年的 471 艘 8 7 1.1 万载重吨（其中矿石船占 5 7%）。此后，散货船数量以更高的速度增长，在 1960-1990 年的 30 年间，散货船艘数增长 9.8 倍，载重吨数增长 27 倍。在 1960-1975 年的 15
3、年里，散货船数量急剧增长。80 年代前半期，与油船吨位急速减少相反，散货船呈现快速增长。但在 1986-1994 年间，散货船数量有所下降，此后又呈现稳定增长趋势。 2006 2015 年世界新船需求总量中， 41.5%的新船需求为散货船。 世界散货船发展的主要趋势是 :随着船舶大型化的发展 ,散货船结构将继续调整 ;散货船船龄将进一步缩短。散货船趋于大型化 ,船舶结构将继续调整 20 世纪 80 年代初 ,散货船队以小灵便型船为主力 ,占散货船总吨位的 55. 2 % ,而好望角型船仅占 4. 8 % , 大灵便型船和巴拿马型船各占 19. 3 %和 20. 7 %.20 世纪 90 年代初
4、 ,好望角型船和巴拿马型船 ,取代了小灵便型船在运力中的地位 ,占总力的 50. 8 %;到 2002 年 ,两者所占的比例分别达到了 32 %和 25 % ,小灵便型船则下降到了 25%。 2004 年 ,好望角型船和巴拿马型船在船舶结构中的比例进一步提高 ,分别为 33. 3 %和 27. 2 % ,小灵便型仅占 22. 66 %。 预计好望角和巴拿马型船的比例将继续增长 ,小灵便型船将 继续减少 ,散货船越来越趋向于大型 。 国内方面 : 随着世界经济的发展，散货船运输在经济发展中的作用日益重要。 在散货船的五种代表船型中， 100 000 DWT 180 000 DWT 好望角型散货船
5、是通过好望角连接大西洋和太平洋的典型船型，主要承担海上远距离散货的运输任务。近年来随着中国作为世界经济增长引擎的作用彰显，煤和铁矿石运量迅速增长，好望角型散货船需求大增。 要实现我国成为世界第一造船大国的目标，首先就要在产量上超过日本和韩国，为此应该把吨位大、技术难度小、已形成优势的三大主力船型之一的散货船作为发展的重 点，加大投入，增加技术储备，积极参与国际竞争。 从我国经济发展情况来看 ,我国的干散货海运 ,同样也需要一定数量的大型散货船。 2010 年按订单的交船量，已相当于 2010 年规划造船能力和 2015 年年造船量的 3 倍（相当于 2000 年造船完工量 346 万 dwt
6、的 20 倍） 。 目前国内的各大船厂都在努力打造自己的品牌船型，像上海沪东船厂设计被誉为 “中国沪东型 ”的 7.4万吨散货船、上海外高桥造船厂开发建造的 17.5万吨好望角型散货船、渤海船舶重工有限责任公司的 17.4万吨双壳体散货船等都是国际上极具竞争力的散货船型 。目前国内外的散货船需求大增，我们应该抓住机遇，加快散货船的建造和运输的发展，为我国的经济建设服务。 3. 未来散货船的发展方向 散货船的建造主要集中在日本、中国和韩国三大主要造船国家，所占世界市场总份额高达 95.7%。中国已成为世界第二大散货船建造国，日本是中国的主要竞争对手。为了首先从造船产量吨位上超过日本和韩国，我们在
7、相当长时间里必须要把开发设计和建造的重点放在建造比较容易的那些常规普通船舶上，而散货船恰恰符合这样的要求。 .双壳化：现有典型散货船的结构型式在全世界独领风骚了 30 余年，充分显示了它的优越性，也比较彻底地暴露了它的弱点 .目前世界散货船队中在航船舶的货舱结构大多为单壳体，然而近年来单壳体散货船频繁发生的海难事故越来越引起国际海事组织（ IMO）和各船级社的关注 .因此，国际海事界要求提高散货船建造标准，采用双壳体的呼声日益高涨 .IMO 和IACS 也采取了相应的措施 .双壳结构重量增加，装载量减少，建造成本增加，港口使用费和燃料消耗也随之增加 .但是，双壳体船有一个完整的双壳体结构，增强
8、了船体结构的强度和刚度，对自身的破舱稳性也有利，保证了散货船良好的安全、运营环境 .所以散货船的双壳化已是大势所趋 . .大型化：散货船的平均吨位在持续增加 .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 . .快速性：船舶在水中航行时会受到阻力，为了使船舶维持一定的航速航行，必须对船舶提供推力克服阻力。一般船舶航行过程中由主机提供给能量，通过推进器转换为推动船舶前进的推力。船舶快速性是表征船舶在给定主机功率时，船舶航行速度
9、快慢的一种性能。 船舶综合航行性能最 优化是指由线性化的快速性、操纵性和耐波性三个指标函数构成的目标函数 ( vO )在浮性、稳性和船体主尺度限制下达到最大。 快速性是船舶诸多性能中的重要性能之一。快速性的优劣，对散货船来说一定程度上决定船舶的使用性和经济型，快速性的优劣主要取决于船舶航行过程中的阻力性能和船舶的推进效率。虽然近些年来石油价格有涨有落 ,但适当提高航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都略有提高 . .多用途化：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
10、成浅吃水或超浅吃水船型 . .环保：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 . .自动化性能增强：为了提高船舶使用的经济性，降低船员定额，散货船的自动化程度还
11、有待于进一步提高，而船舶设备自动化程度和航海设备要求的提高也有利于提高船舶的安全性 . 在散货船建造方面，我国的开发设计已达到一定水平，拥有较强的船体加工装配能力和配套能力，也积累了较多生产经验。可以相信，在不长时间内中国将率先在散货船方面成为世界第一建造国。 4.总结 本文顺应当前国际航运界对散货船的需求逐年增加的形势，特别是近年来船东 对散货船性能要求加大的趋势下，对散货船的总体布置、型线设计、发展趋势以及市场需求等进行了阐述。 对航行性能和船舶船型参数间相互关系的进行分析。单一性能与船型参数间的相互关系通常可以用理论分析和试验手段来表述。对船舶综合航行性能随船型参数的变化规律进行研究，提
12、供一种用于解决设计变量间对于性能综合贡献量化比较和多航态情况下船舶综合航行性能最佳的船型参数确定的具有实用价值的方法。 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、使同年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面体现的相当明显。 而新的造船规范 的出现，新的信息技术的应用，新的材料与技术的出现，也使船舶制造进入一个新的发展时期。通观散货船的市场以及现状的分析，散货船的发展趋势在快速性、使同年限增长、环保和自动化程度提高以及性能稳定等几个方面体现的相当明显。 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
13、的漏洞和错误，希望得到各位指导老师的批评与指正。 5.参考文献： 1. 顾敏同 .船舶设计原理 上海交通大学出版社 2001.2； 2. 王运龙，纪卓尚，林焰 .散货船现状及其发展趋势 J.船舶工程 ， 2006（ 1）： 45-47 3. 毛永海、余音 .优选型双壳散货船设计特点 2005.6 4.中国造船涅槃中的凤凰出自中国船检 2007.6 5. 中国船舶工业总公司 船体设计实用手册（总体分册 ） 国防工业出版社 ,1997. 6. 徐志刚 、吕靖 .国际干散货船队运力发展趋势研究 2005.3 7. 徐兆康 .船舶建造工艺学 人民交通出版社 2000.5 8. 留颂军 .75000 吨
14、巴拿马型散货船总体设计 2008.1 9. 俞立根 .七万四千吨散货船总体性能研究 上海交通大学 2002.6 10. 黄衍顺、陈斌、涂跃红 .双壳散货船结构重量优化设计 2006.8 11.应长春 .长三角地区船舶产业发展态势 J.上海造船， 2009（ 1）： 1-14 12.韩笑妍 .2010 年全球船市分析 J.船舶物资与市场， 2010（ 2）： 17-21 13.沈小兴 .Mini-capsize 散货船结构设计概述 J.船舶设计通讯， 2009（ 6）： 27-29 14. Determination of Hull Form Parameters of Large-Scale Ship Based on Synthesis Optimization of Ship Navigation Performance YANG Song-lin， CHEN Shu-ling,ZHU Ren-qing,WANG Zhi-dong
