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第3章 方法
设计计算方法
主要尺寸决定了船舶的许多特性，例如稳定性，大胆的容量，功率要求，甚至经济效率。因此，确定主要尺寸和比率是整个设计中特别重要的阶段。在max.surf软件中直接开始设计之前，应确定主要尺寸，长度L宽度B，干旱T，深度D，自由板F和块系数CB。
初始设计，确定合适的主要尺寸和布置概念是通过数学处理。集装箱船的主要尺寸基于要容纳的集装箱的物理尺寸。对于指定的容器容量，尺寸由托架，行和层的数量确定
软件应用
在初始设计中的步骤完成后的第一阶段，CAD计算机辅助设计可以自行开发，其中许多程序用于加速该过程。对于船体设计，线路规划，面积和系数计算，通常将使用Max.surf程序（CAD）方法。
在计算稳定性，流体静力学和纵向强度的设计的第二阶段，将使用Hydromax程序方法，并将所有结果数据收集在电子表格中。
在用于预测功率的设计的第三阶段中，将使用总电阻和弗劳德数Hullspeed程序方法
船舶设计数据
像许多其他设计师一样，海军建筑师也应该收集他可能访问的任何其他类型船舶的数据。海军建筑师可能想要参考的数据可以采用多种形式，但他应该收集的主要项目是：
►船舶尺寸和比例数据
►船舶线路，系数和LCB位置等数据
►关于供电的数据
►阻力和系数数据
►一般安排数据
►钢重，装配重量和机械重量数据
►有关面积和数量的数据
►适用于船舶的许多规则的数据
问题陈述
本文的问题是设计一个大小为1400TEU的集装箱船，其服务速度在19到25节之间，速度比现在高，但没有安装动力和燃料的费用，这将使操作变得不经济。如此多地考虑降低船体阻力。从粘性阻力的观点来看，船体非常长，非常窄，具有很小的浸没体积。然而，从稳定性或载货能力的角度来看，这种类型的船体并不是非常实用，因为稳定性是集装箱船最重要的标准。为了降低制波阻力，高1. / B比率意味着船舶将具有平滑的线条和低波浪阻力，因此增加长度被视为选项之一，并且设计良好的球状体已被证明可以减少总阻力15 ％。
商船的输入数据是所需的货物容量（载重量和有效载荷），服务速度，航程等，并可以通过影响船舶设计及其经济寿命的各种进一步数据来补充，如财务数据（利润预期，利率），市场条件（需求和供应数据），主要材料（钢铁和燃料）的成本等。输入数据集除了数量之外还可以包括更一般类型的知识数据，如图纸（船舶的一般）安排）和需要正确翻译的定性信息，以包含在计算机辅助优化程序中。（Apostolos Papanikolaou 2009年7月）
以下数据作为我设计中的一般参考指南。
|
船型 |
重量/重量比 |
Displ./dwt比率 |
||||||
|
油轮和散货船 |
6 |
1.17 |
||||||
|
集装箱船 |
2.5-3.0 |
1.33-1.4 |
||||||
|
估计推进功率平均船只 |
标准箱 |
|||||||
|
1,500 |
2,000 |
2,500 |
3,000 |
|||||
|
超重（设计） 载重吨 |
20.000 |
26.000 |
31.000 |
37.000 |
||||
|
总长 m |
175 |
185 |
200 |
220 |
||||
|
pp之间的长度 m |
165 |
175 |
190 |
210 |
||||
|
宽度 m |
28.0 |
30.0 |
30.0 |
32.2 |
||||
|
设计草案 m |
10.0 |
11.5 |
11.5 |
12.0 |
||||
|
块系数，Lpp |
0.60 |
0.59 |
0.62 |
0.62 |
||||
|
海缘 % |
15 |
15 |
15 |
15 |
||||
|
引擎余量 % |
10 |
10 |
10 |
10#39; |
||||
|
船速 结 |
19.S |
20.0 |
21.0 |
22.0 |
||||
|
SMCRpower 千瓦 |
12.300 |
14.800 |
19,800 |
25,200 |
||||
|
主要引擎选项： 1. |
6S60MC-C |
5L70MC-C |
7L70MC-C |
6K90MC-C |
||||
|
2. |
7S60MC |
7S60MC-C |
7S70MC-C |
7K80MC-C |
||||
|
3. |
5L70MC-C |
6$70MC-C |
6L80MC |
8K80MC-C |
||||
平均集装箱船的速度和功率数据
第四章。船体设计
4.1文献综述
主要尺寸决定了船舶的许多特性，例如稳定性，保持能力，功率要求，甚至经济效率。因此，确定主要尺寸和比率是整个设计中特别重要的阶段。在maxsurf the主要尺寸，长度L宽度B，干旱T，深度直接开始设计之前应确定D，自由板F和块系数CB。船舶的尺寸应该是坐标，以使船舶满足设计条件。但是，船舶不应大于必要的。通常可以通过各种尺寸组合来实现运输公司所期望的特性。这种选择可以在满足公司要求的同时获得经济上的最佳选择。
选择主要尺寸的标准是广泛处理的，只有影响主要尺寸的主要因素是下面的提及。
长度被确定为位移，速度和必要时以及影响经济的其他因素的函数。块系数被确定为弗劳德数和影响长度的那些因素的函数。宽度，干旱和深度应相关，以满足以下要求：
►特殊要求
►稳定性
►法定免费董事会
►储备浮力
主要尺寸通常受到锁，运河，滑道和桥梁的大小限制。最常见的限制是水深，它总是影响内陆船只和大型远洋船只。
船舶长度：长度差异很大的船舶可以达到理想的技术特性。优化程序可以帮助根据一些规定的标准确定长度并因此确定所有其他尺寸，例如最低生产成本，最高产量。目前，足以说增加常规船的长度（同时保持体积和丰满度）会增加船体钢的重量并降低所需的功率。许多其他特征也将改变。
船舶的宽度和稳定性：在确定主要尺寸和系数时，保持顺序是合适的。在长度之后，应确定块系数CB和船舶相对于吃水深度。CB将在后面结合主要比率进行讨论。等式：= LBT CB确定产品BT的值。下一步是计算宽度作为本产品的一个因素。当在设计阶段改变B时，T和D通常以与B的反比变化。
增加Bin提出的设计，同时保持中游部分区域（采用到甲板）不变，将具有以下效果：
►增加电阻和更高的功率要求：RT = f（B / f）
►小吃水限制了最大螺旋桨尺寸。这通常会降低推进效率。
►底部和甲板的尺寸增加导致钢的重量增加，因为船体钢的重量是UD比的函数。
►更高的初始稳定性：
确定船的宽度
在可以任意选择宽度的情况下，宽度将与稳定性要求一样大。对于细长的货船，例如集装箱船，所产生的Brr通常超过2.4LIB比率对于稳定性而言不如Brr比率显着。
以前通过争论一个小的中心高度GM意味着波浪中的倾斜力矩也很小来证明非常低的稳定性是合理的。明显的矛盾可以通过记住以前认为海洋在船上横向作用来解释。在情况下，具有低GM的船将经历较少的运动。倾覆的危险也很小。今天，我们知道在干海中会出现更严重的情况，特别是当船舶和波浪速度接近理智时。然后，当波峰在船中并且船可能倾覆时，即使在没有先前的剧烈运动的情况下，水平面的横向惯性矩也可以显着减小。对于干海的这一重要案例，Wendell的方法非常适合。
关于稳心高度的建议
最初，应使用完整的扶正臂曲线评估稳定性，但由于在没有轮廓设计的情况下无法计算扶正臂曲线，因此根据标准表格给出了更容易确定的GM值作为船舶的函数。
例如，对于Containership GM= 0.3-0.6。[6]
干旱：干旱必须对应于等式V = L .B .T .CB {1 s）。如果不受限制，则相对于宽度选择，以便产生所需的稳定程度。大吃水的好处是：
►低阻力。
►安装具有良好间隙的大型螺旋桨的可能性。
货船与设计的水面平行。耙龙骨主要在拖船和渔船中遇到。在这种情况下，特征比率和CB与垂线之间的平均干旱有关。
深度：深度Dis用于确定船舶的体积和干舷，与干旱几何密切相关。深度是最便宜的尺寸。深度D增加10％导致船体钢重量增加约8％，UD = 10和4％，L / 0 = 14 应在纵向强度的背景下考虑深度。如果深度减小，则必须加强“法兰”（即上甲板和下甲板）以保持截面模量。另外，侧壁通常必须加强以使剪切力适当传递。对于相同的截面模块，对于恒定负载产生相同的应力。但是较低深度的船舶会经历更大的挠曲，这可能会损坏轴系，尖头，天花板和其他部件。
船级社为其法规假定受限制的UD收音机。例如，Germanischer Lloyds规定了10-16的范围。如果通过支持计算证明合理，可以超过这个范围。确定深度时的第一步是假设D的值。然后以三种方式
资料编号：[5110]
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