船舶设计原理：型线设计PPT教学课件.pptx

第5章型线设计CONTENTS5.15.2概述主要型线要素5.35.4型线设计及绘制方法型线设计例题5.5船体曲面表达

概述5.1

5.1概述型线设计应该注意以下几个方面:保证设计船具有良好的性能１与总布置及总体结构相互协调２考虑船体结构的合理性和建造工艺性３美观的船体线型轮廓4型线设计的方法归纳起来有以下三种:自行设计法１改造母型法２数学船型法３

主要型线要素5.2

5.2.1横剖面面积曲线横剖面面积曲线是以船长为横坐标、设计水线下横剖面面积为纵坐标所绘制的曲线,如图5-1所示。

5.2.1横剖面面积曲线为便于将各种船型进行对比,通常采用无因次横剖面面积曲线,即取纵坐标为各站横剖面面积Ai与最大横剖面面积Am的比值,取横坐标为剖面距船中的实际距离与Lpp/2的比值。图5-2是几艘船的无因次横剖面面积曲线。

5.2.1横剖面面积曲线1.棱形系数Cp的选择(1)对阻力的影响

5.2.1横剖面面积曲线1.棱形系数Cp的选择(2)对总布置与建造工艺的影响(3)与其他参数和船体型线的协调配合

5.2.1横剖面面积曲线2.浮心纵向位置的选择浮心纵向位置Xb决定了船前后半体的相对丰满度,对船的阻力及船的纵倾调整都有很大影响。浮心纵向位置的选择主要从对快速性有利的最佳浮心纵向位置和与总布置所确定的重心纵向位置相配合这两个方面来考虑。（１）对阻力的影响（２）有利于纵倾调整

5.2.1横剖面面积曲线2.浮心纵向位置的选择（１）对阻力的影响图5-5给出巴甫连柯建议的最佳浮心位置Xb变化范围。当Xb在图中阴影区域变化时,其对总阻力的影响不超过1%。

5.2.1横剖面面积曲线2.浮心纵向位置的选择（１）对阻力的影响图5-6为单桨船的最佳浮心位置与棱形系数的关系曲线,可供设计时参考。双桨船的Xbopt比相应的单桨船偏后1%左右,快速双桨船的Xbopt在中后(2.0%~3.5%)Lpp。此外从总的推进效率上看,实际浮心纵向位置稍后于阻力上最佳位置[如向后(0.2%~0.3%)Lpp]是有利的。

5.2.1横剖面面积曲线3.平行中体的长度和位置,最大横剖面位置（１）平行中体的长度和位置平行中体就是船中部设计水线下横剖面面积大小和形状完全一样的部分,其长度通常用LP表示。平行中体的前后部分分别称作进流段、去流段,其长度分别以LE和LR表示。根据船模试验研究可知,平行中体对阻力的影响主要是由它的最适宜的长度及最有利的位置决定的。（２）平行最大横剖面的位置无平行中体的船舶,最大横剖面位置决定了进流段和去流段的长度。在Cb0.65,Fn0.24的船上,从有利于阻力的角度考虑,都不采用平行中体。

5.2.1横剖面面积曲线4.横剖面面积曲线的端部形状横剖面面积曲线端部形状与平行中体的长度LP、进流段长度LE、去流段长度LR、前体棱形系数Cpf和后体棱形系数Cpa等参数有关,其关系如下:Cpf和Cpa与浮心纵向位置Xb密切相关,有以下的统计关系式:

5.2.1横剖面面积曲线4.横剖面面积曲线的端部形状确定横剖面面积曲线的端部形状时要对下述问题予以考虑:(1)对于低速船(Fn0.22),首波发生在首柱附近,希望横剖面面积曲线有较尖的首端,如取凹形的首端。(2)当Fn=0.22~0.28时,由于兴波逐渐加剧,首波发生点后移。(3)当Fn0.28时,首波范围增大且后移。(4)横剖面面积曲线的尾端常采用直线形或微凹形,以避免水流分离。

5.2.2设计水线形状1.水线面系数水线面系数Cw的大小反映了设计水线面面积的大小。选取Cw时应考虑的因素是:对稳性的影响水线面系数Cw和型宽B一样,对初稳性有很大影响。增大Cw,初稳性高度可提高。由于Cw增大后,水线以上部分也相应加宽,使储备浮力有所增加,对抗沉性和大倾角时的稳性均有利。对布置的影响从总布置角度考虑,大的Cw,配以V形的横剖面,从而可加大甲板面积及设计水线以上部分的容积,有利于甲板设备及舱室的布置。对耐波性的影响增大Cw对纵摇有较强的阻尼作用。如采用大的Cw,并配以V形首横剖面及适度的首外飘,有利于减缓迎浪航行时易发生的首部钻浪现象,则可减少纵摇幅度并改善船的甲板上浪。

5.2.2设计水线形状1.水线面系数对快速性的影响从静水阻力考虑,Cw过大是不利的,随着Fn的增加应使Cw减小。但对浅水阻力而言,Cw大则垂向棱形系数Cvp下降,使排水体积集中在上部可以增加船底与河床之间间隙,从而可减小回流速度及浅水摩擦阻力。船舶设计中,一般对Cw的选取是从快速性出发,然后校核稳性、总布置及型线等方面是否合适。通常Cw与Cp有一个大体的协调范围,某些系列船型给出了下面的建议公式:Cw=(0.97~1.01)C