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船舶设计原理课程设计

1确定设计船主要尺度
按照设计要求选取变化量，列入表1。
表1：设计船主要尺度

母型船
设计船
变化率
垂线间长LPP/m
27.50
27.50
0
型宽B/m
5.200
5.2
0
设计吃水d/m
1.350
1.35
0
中横剖面系数Cm
0.753
0.753
0
棱形系数Cp
0.598
0.568
5%
浮心纵向坐标Xb/m
-0.5761
-0.5473
5%
排水量/t
89.6
85.12
5%

2母型船横剖面面积曲线（SAC）
由邦戎曲线读出母型船设计吃水（1.35米）处的各站面积值，如表2。
表2：母型船设计水线处各站横剖面积
站号
0
0.5
1
1.5
2
3
4
面积A/m²
0.0334
0.3453
0.6152
1.0285
1.5683
2.3754
2.5882
5
6
7
8
8.5
9
9.5
10
2.6428
2.4151
1.8445
1.1422
0.814
0.4824
0.2003
0

3母型船SAC无因次化
将母型船各站面积除以最大横剖面面积Ai0Am0，并将各站距船中的距离除以二分之一水线间长li1/2Lpp，得到如表3所示无因次结果：
表3：母型船SAC无因次化结果
li1/2Lpp
-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.4
-0.2
Ai0Am0
0.0126
0.1307
0.2328
0.3892
0.5934
0.8988
0.9793
0
0.2
0.4
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.0000
0.9138
0.6979
0.4322
0.3080
0.1825
0.0758
0.0000

绘制母型船SAC曲线，如图1：

4用“Lackenby”法绘制设计船SAC
规定0-5站为后体，5-10站为前体。
1） 由母型船的无因次化SAC在CAD中做面域可查得表4，其中下标f表示前体，a表示后体。
表4：母型船无因次化前后体棱形系数及浮心纵向坐标
Cpf0
Cpa0
Xbf0
Xba0
0.5472
0.648
0.3272
-0.3537

2） 将母型船横剖面面积曲线改造为设计船横剖面面积曲线
① 按经验公式估算设计船前、后体棱形系数Cpf和Cpa：
Cpf=Cp+1.4+CpLCBLpp=0.5289
Cpa=Cp-(1.4+CLCBLpp=0.6073
故前、后体棱形系数变化量:
dCpf=Cpf-Cpf0 =-0.0183
dCpa=Cpa-Cpa0 =-0.0407
② 求辅助站位置
按照“Lackenby”法，有
dxfi=(1-xi)xidCpf/Cpf/(1-2Xbf)
dxai=(1-xi)xidCaf/Caf/(1-2Xba)
得到各辅助站距离x如表5：
表5：各辅助站距离
站号
0
0.5
1
1.5
2
3
4
x
-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.4
-0.2
x'
-1.0000
-0.8794
-0.7633
-0.6519
-0.5450
-0.3450
-0.1633

5
6
7
8
8.5
9
9.5
10
0
0.2
0.4
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.0000
0.1840
0.3760
0.5760
0.6790
0.7840
0.8910
1.0000

以新得到的x’为横坐标，纵坐标保持不变，可得到设计船的横剖面面积曲线SAC无因次化，如图2：

③ 校核设计船横剖面面积曲线的Cp和Xb
在CAD作图，创建面域，查询得到面积及质心横坐标。

二者与实际的误差分别为0.14%与21.1%。浮心纵向坐标实际值与设定值相差在很大，需要用迁移法修正，满足要求。
④用迁移法进行浮心纵向坐标的调整
横坐标/Lwl
-0.5000
-0.4397
-0.3817
-0.3259
-0.2725
-0.1725
-0.0817
Ai/Am
0.0126
0.1307
0.2328
0.3892
0.5934
0.8988
0.9793
横坐标移动值
0.0001
0.0015
0.0027
0.0045
0.0069
0.0104
0.0114
Ai对应横坐标
-0.5001
-0.4412
-0.3844
-0.3304
-0.2794
-0.1829
-0.0930

0.0000
0.0920
0.1880
0.2880
0.3395
0.3920
0.4455
0.5000
1.0000
0.9138
0.6979
0.4322
0.3080
0.1825
0.0758
0.0000
0.0116
0.0106
0.0081
0.0050
0.0036
0.0021
0.0009
0.0000
-0.0116
0.0814
0.1799
0.2830
0.3359
0.3899
0.4446
0.5000

此时，浮心纵向坐标的误差调整为0.08%。
5母型船型值表无因次化
1） 将相应值分别除以Lw，B0，得到母型船型值表的无因次值。
表6：母型船无因次化型值表

各站距舯

-0.5000
-0.4500
-0.4000
-0.3500
-0.3000
-0.2000
站号

0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
3.0000
基线
0.0000

0.1269
水线
0.2500

0.3883
水线
0.5000

0.2500
0.6288
水线
0.7500

0.1923
0.5769
0.7923
水线
1.0000

0.1812
0.6577
0.7931
0.8846
水线
1.1500

0.2922
0.7152
0.7982
0.8554
0.9201
水线
1.2500

0.6965
0.8076
0.8441
0.8871
0.9385
水线
1.3500
0.7012
0.7988
0.8410
0.8724
0.9104
0.9538
水线
1.4000
0.7844
0.8221
0.8549
0.8842
0.9196
0.9608
水线
1.5000
0.8250
0.8500
0.8785
0.9054
0.9363
0.9731
水线
1.7500
0.8813
0.9034
0.9235
0.9467
0.9679
0.9923
水线
2.0000
0.9274
0.9427
0.9571
0.9731
0.9875
1.0000
水线
2.2500
0.9677
0.9743
0.9840
0.9908
1.0000
1.0000
水线
2.5000
1.0000
1.0000
1.0000
1.0000
1.0000
1.0000

-0.1000
0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.3500
0.4000
0.4500
0.5000
4.0000
5.0000
6.0000
7.0000
8.0000
8.5000
9.0000
9.5000
10.0000
0.1077
0.0308

0.4962
0.5192
0.4192
0.2500
0.1077
0.0651
0.0326

0.7269
0.7692
0.7115
0.5096
0.2750
0.1846
0.0965
0.0308

0.8500
0.8808
0.8250
0.6385
0.3962
0.2765
0.1579
0.0589

0.9288
0.9467
0.9003
0.7340
0.4846
0.3538
0.2155
0.0923

0.9574
0.9710
0.9305
0.7769
0.5322
0.3957
0.2495
0.1144

0.9712
0.9814
0.9455
0.8015
0.5615
0.4225
0.2731
0.1308

0.9827
0.9885
0.9577
0.8235
0.5885
0.4490
0.2973
0.1491
0.0081
0.9874
0.9914
0.9630
0.8339
0.6015
0.4623
0.3089
0.1592
0.0139
0.9942
0.9962
0.9712
0.8520
0.6269
0.4888
0.3337
0.1808
0.0269
1.0000
1.0000
0.9878
0.8923
0.6879
0.5579
0.4000
0.2420
0.0722
1.0000
1.0000
1.0000
0.9239
0.7475
0.6280
0.4731
0.3110
0.1252
1.0000
1.0000
1.0000
0.9512
0.8056
0.6958
0.5500
0.3827
0.1863
1.0000
1.0000
1.0000
0.9731
0.8631
0.7654
0.6322
0.4615
0.2538

2） 绘制母型船无因次化半宽水线图
图3：母型船无因次化半宽水线图

3） 通过之前计算的各站处dx，在母型船的无因次型值表上插出设计船的无因次化半宽水线图。
图4：设计船无因次化半宽水线图

6设计船型值表
1） 从设计船无因次化的半宽水线图中插值得出各水线的设计船无因次化型值表，并进行有因次化。
表7：设计船无因次化型值表
各站距舯

-0.5000
-0.4500
-0.4000
-0.3500
-0.3000
-0.2000
站号

0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
3.0000
基线
0.0000

0.3289
水线
0.2500

0.8975
水线
0.5000

0.4670
1.5577
水线
0.7500

0.3729
1.1994
2.0116
水线
1.0000

0.3214
1.4495
1.9601
2.2690
水线
1.1500

0.6025
1.7703
2.0051
2.1692
2.3676
水线
1.2500

1.7217
2.0550
2.1611
2.2599
2.4203
水线
1.3500
1.8239
2.0511
2.1616
2.2363
2.3270
2.4630
水线
1.4000
2.0397
2.1229
2.2004
2.2688
2.3535
2.4820
水线
1.5000
2.1453
2.1993
2.2636
2.3270
2.4019
2.5160
水线
1.7500
2.2916
2.3405
2.3860
2.4383
2.4952
2.5722
水线
2.0000
2.4112
2.4453
2.4775
2.5142
2.5532
2.5940
水线
2.2500
2.5160
2.5301
2.5519
2.5688
2.5870
2.6000
水线
2.5000
2.6000
2.6000
2.6000
2.6000
2.6000
2.6000

-0.1000
0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.3500
0.4000
0.4500
0.5000
4.0000
5.0000
6.0000
7.0000
8.0000
8.5000
9.0000
9.5000
10.0000
0.2891
0.0800

1.2761
1.3424
1.0083
0.5658
0.2405
0.1459
0.0697

1.8728
1.9981
1.7909
1.1866
0.6393
0.4176
0.2163
0.0676

2.1988
2.2872
2.0886
1.5327
0.9326
0.6362
0.3604
0.1334

2.4071
2.4580
2.2927
1.7852
1.1547
0.8265
0.4987
0.2116

2.4825
2.5212
2.3764
1.9035
1.2748
0.9308
0.5821
0.2665

2.5191
2.5485
2.4185
1.9726
1.3494
0.9989
0.6406
0.3089

2.5503
2.5667
2.4544
2.0350
1.4191
1.0673
0.7007
0.3518
0.0211
2.5631
2.5745
2.4700
2.0649
1.4534
1.1011
0.7303
0.3770
0.0361
2.5821
2.5873
2.4939
2.1185
1.5207
1.1697
0.7938
0.4316
0.0699
2.5992
2.5995
2.5454
2.2381
1.6864
1.3504
0.9641
0.5884
0.1876
2.6000
2.6000
2.5615
2.3299
1.8509
1.5376
1.1534
0.7654
0.3256
2.6000
2.6000
2.5844
2.4248
2.0098
1.7212
1.3536
0.9493
0.4843
2.6000
2.6000
2.5951
2.4973
2.1718
1.9102
1.5696
1.1515
0.6600

2） 作横剖线图，如图5。

图5：设计船横剖线图

3） 从中插值得出设计船的型值表。以毫米为单位并进行取整。
表9：设计船型值表

吃水
尾端点距舯
尾端点半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
站号

0
0.5
1
1.5
2
3
4
船底

-6725
36
77
80
80
80
80
80
80
基线
0
-7421
50

329
289
水线
250
-8017
50

898
1276
水线
500
-8772
50

467
1558
1873
水线
750
-9928
50

373
1199
2012
2199
水线
1000
-11177
50

321
1450
1960
2269
2407
水线
1150
-12866
50

603
1770
2005
2169
2368
2482
水线
1250
-13727
69

1722
2055
2161
2260
2420
2519
水线
1350
-13750
1841
1824
2051
2162
2236
2327
2463
2550
水线
1400
-13761
2039
2040
2123
2200
2269
2354
2482
2563
水线
1500
-13784
2145
2145
2199
2264
2327
2402
2516
2582
水线
1750
-13840
2292
2292
2341
2386
2438
2495
2572
2599
水线
2000
-13897
2411
2411
2445
2478
2514
2553
2594
2600
水线
2250
-13953
2516
2516
2530
2552
2569
2587
2600
2600
水线
2500
-14009
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
主甲板

-13982
2552
2552
2585
2585
2595
2600
2600
2600
上甲板

-14116
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
2600
主甲板高

2360
2360
2300
2260
2215
2190
2130
2100
上甲板高

2950
2950
2900
2860
2815
2790
2730
2690
各站距舯

-13750
-12375
-11000
-9625
-8250
-5500
-2750

半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
半宽
首端点半宽
首端点距舯
5
6
7
8
8.5
9
9.5
10

80
80
80
70
60
50
30
10
30
12125
80

30
0
1342
1008
566
241
146
70

30
12250
1998
1791
1187
639
418
216
68

30
12890
2287
2089
1533
933
636
360
133

30
13225
2458
2293
1785
1155
827
499
212

30
13470
2521
2376
1903
1275
931
582
267

50
13590
2549
2419
1973
1349
999
641
309

50
13680
2567
2454
2035
1419
1067
701
352
21
50
13750
2575
2470
2065
1453
1101
730
377
36
24
13786
2587
2494
2118
1521
1170
794
432
70
41
13850
2599
2545
2238
1686
1350
964
588
188
77
13994
2600
2562
2330
1851
1538
1153
765
326
109
14158
2600
2584
2425
2010
1721
1354
949
484
162
14306
2600
2595
2497
2172
1910
1570
1152
660
233
14472
2600
2600
2465
2143
1916
1620
1278
816
324
14719
2600
2600
2600
2499
2390
2190
1920
1492
657
15345
2100
2135
2210
2330
2400
2480
2580
2690
2795

2700
2735
2830
2925
3010
3130
3270
3410
3600

0
2750
5500
8250
9625
11000
12375
13750

4） 根据设计船型值表绘制设计船的半宽水线图和纵剖线图
图6：设计船半宽水线图

图7：设计船纵剖线图

7型线总图绘制
1) 三面投影光顺配合。
2) 制定型值表，注字，标尺寸。

详见附图A3图纸。

8主尺度汇总
船体总长LENGTH OVER ALL： 29.46m
水线间长DESIGN WATERLINE LENGTH ： 27.5m
垂线间长LENGTH BETWEEN PERPENDICULARS： 27.5m
型 宽MOULDED BREADTH： 5.2m
型 深MOULDED DEPTH： 2.1m
设计吃水DESIGN DRAFT： 1.35m
方形系数BLOCK COEFFICIENT： 0.428
棱形系数LONGITUDINAL COEFFICIENT： 0.568
水线面系数WATERPLANE COEFFICIENT： 0.774
中横剖面系数MIDSHIP SECTION COEFFICIENT： 0.753
设计排水量DESIGN DISPLACEMENT： 85.12t
9 设计存在的问题及总结
（1） 设计中没有改变船的主尺度，故船的侧视轮廓可以保持不变。即使主尺度发生改变，方法也相同，都是先求无因次的横剖线图，再进行有因次化。因此，这次课程设计结合了比例变换法（不改变船型系数等无因次的量）、移动横剖面变换法和迁移法（只改变浮心纵向坐标）。
（2） 设计水线以下的部分由于涉及到船的阻力性能，需要根据母型船的型线由型线变换方法得到；设计水线以上的部分，对阻力影响程度很小，可以自行绘制，只要满足相关安全性规范要求即可。这里也采用母型的设计水线以上的型线，再与规范的要求进行比较。

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