300客位沿海双体高速客船方案设计毕业论文
2020-04-12 16:19:09
摘 要
高速双体客船具有良好的快速性、稳性、耐波性，对改善航线的运输环境具有重要的意义。
本文根据实际使用需求结合相关的规范和法规，阐述了300客位沿海高速双体船的方案设计。
本船的设计内容包括：任务书的分析、总布置草图绘制、主尺度要素的确定和方案比选、型线设计、静水力计算、总布置设计、螺旋桨设计、完整稳性校核、吨位丈量以及最小干舷的计算等。本船的型线设计是在母型船型线的基础上运用Maxsurf进行改造和设计。螺旋桨设计采用图谱设计法，通过初步设计和终结设计确定螺旋桨参数，再进行空泡校核，最终符合规范的要求。
本船的主要数据如下：总长40米，水线长37米，垂线间长36米,船宽10.4米，型深3米，吃水1.4米，片体水线宽2.8米，方形系数0.462。
本船的设计经济实用、美观大方，稳性好，便于日常的维护和保养。
关键词：双体船； 船体型线设计； 稳性校核
Abstract
High-speed catamaran passenger ship has the good rapidity, the stability and the seakeeping. It is of great significance to improve the transportation environment of airlines.
This paper, based on the actual use requirements, exponents the conceptual design of 300 passenger coastal high-speed catamaran combining relevant norms and regulation.
The esign of the ship include: the analysis of the assignment book, the general layout drawing, the determination of main scale elements and scheme selection, the design of the molded lines, the hydrostatic calculation, the general arrangement design, the propeller design, the verification of ship stability, the tonnage measurement and the calculation of the minimum freeboard, etc. The design of the molded lines is rebuilt and designed based the parent ship by means of the Maxsurf software. The propeller design adopts the method of graphic design and confirms the propeller parameter after preliminary design and final design. Then cavitation check is necessary in oeder to comply with the specifications.
The main parameters of the ship are as follows: Length Overall Loa = 40m, Waterline Length Lw = 37m, Length Between Perpendiculars Lpp = 36m, Width B = 10.4m, Depth D = 3.0m, Draft T = 1.4m, Body width b= 3.2m, Displacement Δ = 138.192t, Block Coefficient Cb = 0.475。
The design of the ship is economical, practical, beautiful, generous, stable, and is convenient for daily maintenance.
Key Words: catamaran ; hull line design ; stability checking
目 录
第1章 绪论 1
第2章 任务书分析 2
2.1 设计任务书中的各项指标 2
2.2 双体船特点及优势 2
2.3 设计中的技术关键及主要矛盾 3
2.3.1运输质量和经济性间的矛盾 3
2.3.2最小阻力和最佳推进效率之间的矛盾 3
2.3.3 稳性和摇荡平稳性间的矛盾 4
2.3.4减小重量和船舶振动、噪声的问题 4
2.4 设计思路 4
第3章 船体说明书 5
3.1 航区与用途 5
3.2 船型 5
3.3 法规规范 5
3.4 稳性 5
3.5 总体性能 5
3.5.1 主尺度 5
3.5.2 定员 6
3.5.3 动力装置 6
3.6 舱室划分 7
3.7 舾装设备 7
3.7.1 航行设备 7
3.7.2 信号设备 7
3.7.3 消防设备 7
3.7.4 救生设备 8
3.7.5 锚泊设备和系泊设备 8
3.7.6 桅樯设备 8
第4章 船舶主要要素确定 9
4.1 绘制总布置草图初定主尺度 9
4.1.1船长 9
4. 1.2船宽 9
4. 1.3片体宽度及片体间距的确定 10
4. 1.4吃水的确定 10
4. 1.5型深的确定 10
4.1.6 主尺度初定 10
4. 1.7排水量的估算 11
4.2 空船重量估算 11
4.2.1参考船资料 11
4.2.2主体结构重量的估算 12
4.2.3主舾装重量的估算 12
4.2.4主体机电设备重量的估算 12
4.2.5空船整体重量 14
4.3载重量的估算 14
4.3.1人员及行李重量 W1 14
4.3.3燃油重量WF 15
4.3.4 滑油重量WL 15
4.3.5 备品、供应品重量W3 15
4.3.6 总载重量 15
4.4 船体总重量 16
4.5 浮态校核 17
4.6 重心估算 17
4.7 初稳性和横摇周期估算 18
4.7.1 初稳性高 18
4.7.2 横摇周期的估算 20
4.8 船舶阻力估算 20
4.8.1 摩擦阻力系数估算 20
4.8.2 剩余阻力系数 20
4.8.3 干扰阻力系数 21
4.8.4湿面积估算 21
4.8.4总阻力估算 21
4.9 主机功率估算 22
4.9.1 轴系效率及敞水效率
4.9.2 船身效率
4.9.3 相对旋转效率
4.9.4 推进效率及推进功率 22
4.10主尺度优选 22
第5章 型线设计 24
5.1型线设计基本概述 24
5.2型线设计方法 25
5.3 横剖面面积曲线 25
5.3.1 菱形系数Cp和中剖面系数Cm对阻力的选择 26
5.3.2 浮心纵向位置Xb的选择 26
5.4 设计水线 26
5.5 首尾横剖线 27
5.6 首尾端形状 27
5.7基于maxsurf的型线图绘制 27
5.7.1型线绘制方法概述 27
5.7.2参考船的选择 28
5.7.3型线图绘制过程 28
5.8 静水力计算 31
5.8.1横剖面面积曲线 31
5.8.2静水力曲线图 31
第6章 总布置设计 33
6.1概述 33
6.2主船体及舱室划分 33
6.2.1肋骨间距 33
6.2.2水密舱壁 33
6.2.3艏尖舱 34
6.2.4机舱 34
6.2.5其他舱室 34
6.3上层建筑的布置 35
6.3.1 上层建筑的划分 35
6.3.2梯道的布置 36
6.4锚泊和系泊设备 36
6.5航行与信号设备 37
6.5.1航行设备 37
6.5.2信号设备 38
6.6救生设备 39
6.7消防设备 39
6.8 浮态调整 40
第7章 螺旋桨图谱设计 41
7.1概述 41
7.2螺旋桨基本要素 41
7.2.1 螺旋桨数目 41
7.2.2 螺旋桨叶数 41
7.2.3确定螺旋桨直径 41
7.2.4 设计图谱 41
7.3推进参数 41
7.3.1伴流分数 42
7.3.2推力减额分数 42
7.3.3船身效率 42
7.3.4相对旋转效率 42
7.3.5主机参数 42
7.4初步设计 43
7.5终结设计 44
7.5.1有效功率曲线 44
7.5.2终结设计 45
7.6空泡校核 47
第8章 稳性和浮态校核 50
8.1各载况下船舶重量与重心位置计算 50
8.2 自由液面修正 53
8.3各载况下横摇角、横摇周期的计算 57
8.4 各载况下稳性衡准 60
8.4.1 利用maxsurf计算得到船舶的静动稳性要素 60
8.5.2 风压倾侧力臂计算 62
8.5 乘客集中于一舷时船舶静倾角 65
8.6 全速回航时静倾角 66
第9章 干舷计算 68
9.1基本干舷 68
9.2 干舷修正 68
9.2.1 方形系数对干舷修正 68
9.2.2 上层建筑对干舷修正 68
9.2.3非标准舷弧对干舷的修正 69
9.3夏季最小干舷 70
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