【正文】 薛安國(guó)公式得到浮心高度的近似公式()其中，()方形系數(shù)已知，水線面系數(shù)，得m.由諾曼公式得到橫穩(wěn)心半徑的近似公式()其中，()代入相關(guān)數(shù)據(jù)得到m.重心高度()其中，ζ——系數(shù)，取自母型船，ζ值的一般數(shù)值范圍見《船舶設(shè)計(jì)原理》24表，，空載時(shí)Zg=，滿載時(shí)Zg=.初穩(wěn)性高度()由上式可得，滿載時(shí)m﹥，滿足初穩(wěn)性高度下限值； 空載時(shí)m﹥，滿足初穩(wěn)性高度下限值。(2) 調(diào)諧因子的計(jì)算波浪周期()式中 —波長(zhǎng)，遠(yuǎn)洋船取160m. 代入數(shù)據(jù)得s空載時(shí)，橫搖周期()滿載時(shí)，橫搖周期 ()式中—修正系數(shù)。時(shí)，；時(shí)。由于本船，代入相關(guān)數(shù)據(jù)的。調(diào)諧因子要求 ()穩(wěn)性校核的最終計(jì)算及校核結(jié)果見表25。表25 初穩(wěn)性計(jì)算及校核結(jié)果項(xiàng)目空 船滿 載系數(shù)重心高度/m初穩(wěn)性高度/m橫搖周期/s1313調(diào)諧因子從表25中可以知，本船滿足初穩(wěn)性的要求。航速校核的目的是校驗(yàn)在選定的主要尺度及系數(shù)下，（儲(chǔ)備功率為10%），檢驗(yàn)航速能否達(dá)到任務(wù)書的要求，即航速為15kn.（1）總推進(jìn)系數(shù)的估算有效功率的估算，采用蘭普法。表中船中剖面系數(shù)Cm,，% 處。具體過程見表26和27.表26 推進(jìn)系數(shù)估算參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值BHPhp伴流分?jǐn)?shù)推力減額分?jǐn)?shù)相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率船身效率轉(zhuǎn)速r/min95因?yàn)镸AU5葉槳擁有比較好的阻力性能和水動(dòng)力性能，因此本船采用MAU5葉槳圖譜進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，儲(chǔ)備功率10%，軸系效率。表27按法估算螺旋槳推進(jìn)效率項(xiàng)目單位數(shù)值航速kn15knPD=BHPηSηRhpMAU540（查圖）MAU455（查圖）MAU470（查圖）(2) 計(jì)算有效功率曲線采用萊普法進(jìn)行有效功率曲線估算，具體過程見表28和表29。表28航速校核主要參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值Lppm232LdmBmdmDm排水體積m179。CbCbdS=(?13+)?13m178。ρkgs178。/m4kgs178。/m178。CRt=(BdCm/S)ζrΔt續(xù)表28項(xiàng)目單位數(shù)值CmCPCPdB/dLd/BXB＝%Lppm表29 萊普法估算有效功率序號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值1Vn131415162Vs34(查圖)5修正%%%%6修正后7891091091091091011粗糙度補(bǔ)貼系數(shù)121314151071071071071610410410510517B/d修正=(B/)5%1021031031031810410410510519Vs/7520103103103104(3)有效功率曲線由表29在各個(gè)航速下所需主機(jī)功率可以得到如下有效馬力曲線。15kn，航速滿足要求。(1)載貨量估算()主機(jī)的最大持續(xù)功率為16030kW,服務(wù)狀態(tài)下航速為15kn,續(xù)航力為6000nmile，單位耗散貨量為162g/kWh.式中，W0—主機(jī)燃料油重量，t。g0—包括一切用途在內(nèi)的耗油量，通常取主機(jī)持續(xù)常用功率Ps時(shí)的耗油率gr（169g/kWh)——。Ps—主機(jī)持續(xù)功率，kW。Vs—服務(wù)速度，kn。R—續(xù)航力，nmile。k—考慮風(fēng)浪影響而引起航行時(shí)間增加的儲(chǔ)備系數(shù)，,.得到t，取1310t.Wl=εW0()式中，ε—比例系數(shù)，通常柴油機(jī)船取3%—5%，此處取5%.得到W1=39t,取為50t.人員的重量按平均每人65kg計(jì)算，則人員總重量為65kg40=2600kg=.本船船員為40人，自持力60天，每人每天耗水按100kg計(jì)，則生活用水總量為kg，取250t.，食品重為，取11t.f. 行李行李每人定為60kg計(jì)算,則行李總重量為6040=2400kg=.備品是指船上備用的零部件、設(shè)備與裝置，包括錨、燈具、損壞管制器材、油漆等。供應(yīng)品是指零星物品，如床上用品、炊具、信號(hào)旗、辦公用品、醫(yī)療器材等。備品和供應(yīng)品的重量一般較小，可取為（%—1%）LW.%，%20925=，取170t.表210 載貨量計(jì)算表項(xiàng)目單位數(shù)值主機(jī)燃油t1310滑油重量t50人員重量t船員生活用水t250食品t11行李t備品及供應(yīng)品t170總和t1826由表210可得，油水等重量總和為1796t.已知載重量為82000t，則載貨量t()(2)艙容計(jì)算a. 貨艙容積的估算()式中 —貨艙長(zhǎng)度，；—型寬，；—相當(dāng)型深，m；—雙層底高度，m；hb—雙層殼寬度，m。k—型容積利用率，參照母型船，；代入相關(guān)數(shù)據(jù)得本船主體總型容積b. 主體總?cè)莘e的估算：在設(shè)計(jì)初期按照下式計(jì)算：()式中Vh—估算的總體總?cè)莘e，m3；Lpp—垂線間長(zhǎng)，m；B—型寬，m；D1—只計(jì)入首尾舷弧影響的相當(dāng)型深，D1=D+Sm，；CbD—計(jì)算到型深的方形系數(shù)CbD=Cb+(1Cb)(Dd)/3d代入相關(guān)數(shù)據(jù)，的Vh=.c. 貨艙所需型容積的估算()式中 —載貨量，；—貨物積載因數(shù)，； —型容積利用系數(shù)，；代入相關(guān)數(shù)據(jù)得.d. 油水艙所需型容積的估算（）式中 —散貨水重量，；—相應(yīng)燃散貨、滑散貨、淡水的密度，通常，重油γ=，輕油γ=，淡水γ=； —液體艙型容積利用系數(shù)代入相關(guān)數(shù)據(jù)得e. 專用壓載水艙所需容積的估算，（)式中 —系數(shù)，；γ—。代入數(shù)值得()式中 —型寬，m；—型深，m；—雙層底高度，m； hb—雙層殼寬度，m；—系數(shù)；—機(jī)艙長(zhǎng)度； —系數(shù)代入相關(guān)數(shù)據(jù)得g. 其他艙所需的型容積其他艙是指首、尾尖艙和軸遂室等。一般為主體總型容積的2%～4%,本船取4%。.總?cè)莘e的校核:根據(jù)上述計(jì)算，，總?cè)莘e足夠而且保證經(jīng)濟(jì)性的要求。貨艙容積校核:根據(jù)上述計(jì)算，，貨艙容積足夠而且保證經(jīng)濟(jì)性的要求。本設(shè)計(jì)船是一條運(yùn)輸谷物的船舶，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要仔細(xì)考慮實(shí)用性的同時(shí)應(yīng)注意降低造價(jià)，即要注意提高運(yùn)輸能力，提高本船的經(jīng)濟(jì)性。本章的重點(diǎn)是主尺度選擇、重力浮力平衡及性能校核，分別如下：（1） 主尺度的選擇。設(shè)計(jì)者共用了三種方法來初步確定滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的設(shè)計(jì)船的主尺度，三種方案在其確定主尺度的方面各有優(yōu)點(diǎn)，但考慮到本船為大型散貨船這一特點(diǎn)，因而在滿足各項(xiàng)性能校核的同時(shí)要有一定的經(jīng)濟(jì)性。（2） 根據(jù)諾曼系數(shù)法調(diào)節(jié)重力與浮力平衡。在進(jìn)行多次調(diào)整方形系數(shù)（只考慮方形系數(shù)對(duì)鋼料重量的影響）之后，可以把重力與浮力的差值控制在一個(gè)很小的要求的范圍內(nèi)（1t之內(nèi)）。（3） 性能校核。設(shè)計(jì)者主要進(jìn)行了穩(wěn)性校核、航速校核和艙容校核。校核的過程中主要應(yīng)用了近似的校核方法，比如航速校核中利用了蘭普法。由于母型船是一艘已經(jīng)投入營(yíng)運(yùn)的實(shí)船，所以設(shè)計(jì)船在校核方面比較順利。，滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求同時(shí)有一定的裕度，為之后的螺旋槳的設(shè)計(jì)提供了有力的支持。本設(shè)計(jì)船的主尺度設(shè)計(jì)參考了林焰主編的的《船舶設(shè)計(jì)原理》、盛振邦主編的《船舶原理》以及《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2011）等。以上性能校核均滿足要求，因此主要要素不再做修改。mmmmt第三章型線設(shè)計(jì)75756噸母型船的橫剖面圖。 母型船橫剖面圖利用AutoCAD軟件查詢母型船設(shè)計(jì)水線（）下各站橫剖面面積，見表31.表31 母型船設(shè)計(jì)水線下各站橫剖面面積站號(hào)面積/m2站號(hào)面積/m2120131415116172183419567208910011　　將母型船各站面積無因次化。表32 母型船設(shè)計(jì)水線下各站橫剖面面積x/(189。Lpp)面積/m2x/(189。Lpp)面積/m21100　　 母型船無因次橫剖面面積曲線母型船無因次化的橫剖面面積曲線的面積就是母型船棱形系數(shù)，從而可以得到母型船前體與后體的棱形系數(shù)與。通過面域查出母型船棱形系數(shù)為，母型船前體棱形系數(shù)，母型船后體棱形系數(shù)..“”法改造母型船橫剖面面積曲線由于母型船存在平行中體，故按“”法改造母型船橫剖面面積曲線。，設(shè)計(jì)船的棱形系數(shù).(1) 按經(jīng)驗(yàn)公式估算前、后體的棱形系數(shù)和根據(jù)公式()()式中 、—設(shè)計(jì)船前體、后體棱形系數(shù)；—設(shè)計(jì)船棱形系數(shù)；—設(shè)計(jì)船浮心縱向位置，.代入相關(guān)數(shù)據(jù)得，.（2）求各輔助站位置各站移動(dòng)距離的表達(dá)式如下：()因此，各輔助站距理論站距離為，由此得到變化后的設(shè)計(jì)船面積曲線。根據(jù)上訴數(shù)據(jù)得到偏移量，各站偏移數(shù)據(jù)見表33。根據(jù)偏移量，可以繪制出“”。表33“1Cp”法各站偏移量數(shù)據(jù)實(shí)際站無因次化偏移量實(shí)際站無因次化偏移量120101314151161721803041905060720108090100011 “1Cp”法調(diào)整后無因次橫剖面面積曲線“”法變化后新的設(shè)計(jì)船棱形系數(shù)及浮心縱向位置 （占船長(zhǎng)的百分比），結(jié)果如下。（3）校核設(shè)計(jì)船橫剖面面積曲線＜%，滿足設(shè)計(jì)要求；＞%，不滿足設(shè)計(jì)要求。（1）通過遷移法獲得設(shè)計(jì)船橫剖面面積曲線遷移量經(jīng)過“1Cp”法調(diào)整母型船無因次橫剖面面積曲線，設(shè)計(jì)船的Cp滿足設(shè)計(jì)要求，而浮心縱向位置不滿足要求，故需用遷移法進(jìn)行改造。遷移法過程如下：形變函數(shù)（）（）（）式中 y—母型船面積曲線在x處的縱坐標(biāo),b—系數(shù)。得最后的各輔助站無因次化距離X39。39。，.表34 遷移法后各站無因次橫剖面面積值實(shí)際站無因次化偏移量調(diào)整后值實(shí)際站無因次化偏移量偏移后值1201131415116172183419567201續(xù)表34實(shí)際站無因次化偏移量調(diào)整后值實(shí)際站無因次化偏移量偏移后值89100011利用表34，在AutoCAD中繪制設(shè)計(jì)船無因次橫剖面面積曲線，.（2）校核遷移法后的無因此橫剖面面積曲線利用改造后無因次橫剖面面積曲線創(chuàng)建面域，查詢得：，即；。設(shè)計(jì)船的浮心縱向位置，故Xb在誤差允許范圍內(nèi)，所以此次用遷移法變換得到的橫剖面面積曲線符合設(shè)計(jì)船的要求。(1)選定繪圖比例，繪制設(shè)計(jì)船格子線(2) 繪輔助水線半寬圖① 在水線圖上繪輔助站位置；②在輔助站上量取半寬，其中，和分別為設(shè)計(jì)船某輔助水線在各站處的型值半寬和型寬；和分別為母型船對(duì)應(yīng)水線上各站的型值半寬和型寬。由此得到各輔助水線。(3)繪橫剖面圖①在橫剖面上畫出輔助水線，其中，和分別為設(shè)計(jì)船和母型船的設(shè)計(jì)吃水，而為設(shè)計(jì)船與母型船水線相對(duì)應(yīng)的輔助水線；②量取水線圖上理論站上各輔助水線的半寬值，繪制到橫剖面圖的輔助水線上，從而得到橫剖線圖；③ 根據(jù)橫剖線圖校核設(shè)計(jì)船的與。由橫剖線圖計(jì)算出設(shè)計(jì)船各站的橫剖面面積，無因次化后畫出橫剖面面積曲線，可以得到與值： ()