摘 要

本次毕业设计所选择的题目是《350TEU三峡航运新通道集装箱船设计方案》，主要是根据优良的母型船来进行改造，结合在学校中学习到的知识，灵活地将其运用到实际的设计过程中,完成新船的船体部分设计工作。

全文共分为7个部分来进行阐述，主要内容包括：船舶主尺度确定及优化、船体型线设计、船体总布置设计、快速性预报、稳性校核、干舷计算、吨位丈量七部分。船舶主要要素的确定是通过优秀母型船换算得到。船体型线设计是通过 “1-Cp”法和迁移法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致，并对母型船艏艉部进行自行设计。总布置设计是以经济效益为要点，人性化地进行布置设计。稳性校核：浮态核算与调整，是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣海况下航行而不致船舶倾覆。干舷计算是保证船舶有足够的干舷，吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。

关键词：三峡新通道；集装箱船；350TEU；设计方案

Abstract

The topic of my graduation design is 350 TEU container ship design of the new channel of the Three Gorges. The ship is mainly reformed based on the superior parent ships with the knowledge I have learned in university, which requires me to apply it to the practical process to complete the design work.

There is 7 parts to be elaborated, the main contents include: determination and optimization of the main dimensions of the ship, ship lines design, general arrangement design, propeller design, calculation of stability, calculation of freeboard and tonnage measurement. The main elements of the ship are mainly considered from excellent parent ship. The ship lines are reformed from superior parent ship with“1-Cp” method and migration method to make three dimensions smooth, harmonious and consistent. General arrangement design is to meet the requirements of both containers and people on the ship. Stability check is to account and adjust the floating state and make sure that the ship has a good floating state under various loading conditions. Propeller design is to obtain the best elements of the propeller and make it meet the requirements. Intact stability of ship ensures that the ship is able to sail with condition without ship capsized. The freeboard calculations is to ensure that the ship has sufficient free board. The results of tonnage calculation is the basis of economic estimation.

Key Words: New channel of the Three Gorges; Container ship; 350TEU; Design

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3目的和意义 1

1.4 课题研究内容 1

1.5 综述 1

第2章 任务书分析 2

2.1 船舶入级 2

2.2 设计船舶的特点 2

2.3 设计方法 2

2.4 一些主要的设计思想 3

第3章 全船设计概述 4

3.1 船型及基本情况 4

3.2 设计依据的规范和规则 4

3.3 载箱量及航速 4

3.4 主要要素 4

3.5 甲板间高 4

3.6 稳性及干舷 4

3.7 船员定额 5

3.7.1 甲板部 5

3.7.2 轮机部 5

3.8 排水量及吨位 5

3.8.1 排水量 5

3.8.2 吨位 5

3.9 总布置概况 5

3.10 肋距 6

3.11 主要设备及其参数 6

3.11.1 主机 6

3.11.2 减速齿轮箱 6

3.11.3 螺旋桨 7

3.12 主要舾装设备 7

3.12.1 锚泊设备 7

3.12.2 系泊设备 7

3.12.3 舵设备 7

3.12.4 消防设备 7

3.12.5 救生设备 8

3.12.6 无线电通信设备 8

3.12.7 航行设备 8

3.12.8 信号设备 8

第4章 主要要素估算及优化 10

4.1 排箱 10

4.2 初步选取主尺度 10

4.2.1 布置需求 10

4.2.2 限制条件 10

4.2.3 主尺度估算 13

4.3 初步选取主机 14

4.3.1 二因次换算阻力 14

4.3.2 选取主机 15

4.4 重力和浮力的平衡 15

4.4.1 估算空船重量 15

4.4.2 估算载重量 15

4.4.3 调整主尺度平衡重力和浮力 16

4.5 估算重心高度 17

4.6 初稳性校核 18

4.7 横摇周期校核 18

4.8 经济性校核 18

4.8.1 年收益 18

4.8.2 年成本 19

4.8.3 RFR 19

4.9 绿色性校核 20

4.10 主尺度优化 20

第5章 型线设计 22

5.1 概述 22

5.2 绘制母型船型线图 22

5.3 改造母型船型线 22

5.3.1 主尺度不同 22

5.3.2 Cp不同 23

5.3.3 Xb不同 24

5.3.4 绘制横剖线图 27

5.3.5 第一次校核 27

5.3.6 绘制半宽水线图 28

5.3.7 绘制纵剖线图 28

5.4 局部自行设计 28

5.4.1 螺旋桨设计 28

5.4.2 舵设计 28

5.4.3 局部型线设计 29

5.5 三向光顺 31

5.6 第二次校核 31

5.7 甲板边线、舷墙顶线 32

5.7.1 甲板边线 32

5.7.2 舷墙顶线 32

5.8 完善型线图并生成型值表 33

5.9 静水力计算 33

第6章 总布置设计 35

6.1 概述 35

6.2 总体布局划分 35

6.2.1肋距 35

6.2.2 纵向布局划分 35

6.2.3 横向布局划分 36

6.2.4 垂向布局划分 36

6.3 舱室及设备 36

6.3.1 船首舱室划分 36

6.3.2 船中舱室划分 37

6.3.3 船尾舱室划分 37

6.4 水密舱壁设置 37

6.4.1 防撞舱壁 37

6.4.2 水密舱壁 37

6.5 主要舾装设备 38

6.5.1 锚泊设备 38

6.5.2 系泊设备 38

6.5.3 舵设备 38

6.5.4 消防设备 38

6.5.5 救生设备 39

6.5.6 无线电通信设备 39

6.5.7 航行设备 39

6.5.8 信号设备 39

6.6 舱室设备 40

6.6.1 卧室 40

6.6.2 餐厅 40

6.6.3 卫生设备 40

6.7 金属门、窗、舱口围板 40

6.7.1 金属门 40

6.7.2 金属窗 40

6.7.3 舱口围板 40

6.8 舷墙和栏杆 40

6.9 驾驶室视域 41

第7章 快速性预报 42

7.1 主要设计思想 42

7.2 螺旋桨的数目 42

7.3 螺旋桨的叶数 42

7.4 设计图谱的选择 42

7.5 有效功率曲线 42

7.6 初步设计 44

7.7 终结设计 46

7.8 空泡校核 48

第8章 稳性校核 50

8.1 概述 50

8.2 舱容要素 50

8.2.1 规则舱 50

8.2.2 等效规则舱 51

8.2.3 不规则舱 52

8.3 浮态调整 53

8.3.1 典型载况重量重心估算 54

8.4 初稳性计算 55

8.4.1 静水力曲线 55

8.4.2 典型载况初稳性计算 56

8.5 大倾角稳性 57

8.5.1 稳性插值曲线 57

8.5.2 横摇角 57

8.5.3 进水角和极限静倾角 58

8.5.4 静稳性计算 60

8.5.5 动稳性 63

8.5.6 稳性曲线 64

8.5.7 各倾侧力臂计算 67

8.5.8 稳性恒准 70

第9章 干舷计算书 72

9.1 计算说明 72

9.2 主要数据 72

9.3 干舷计算 72

9.3.1 基本干舷 72

9.3.2 型深对干舷的修正 72

9.3.3 舷弧对干舷的修正 72

9.3.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 73

9.3.5 最小干舷 73

9.3.6 干舷衡准 73

第10章 吨位丈量 74

10.1 主要要素 74

10.2 总吨位 74

10.2.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积 74

10.2.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 74

10.2.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积 75

10.2.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积 75

10.2.5 总吨位计算 75

10.2 净吨位 76

结论 77

参考文献 78

附录1 静水力曲线图 79

附录2 帮荣曲线图 80

附录3 主尺度优化程序 81

致谢 87

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

长江是连接中国内陆和沿海地区的重要交通纽带，对中国的发展起着十分重要的作用。三峡工程提高了长江的通航能力，但是三峡船闸通过能力的不足已日益成为长江航运发展的阻碍^[1][2]。尽快建设长江三峡水利枢纽船舶过坝新通道已成为亟待解决的课题^[3][4][5]。本课题针对规划中的三峡新通道，着手研究能适应新通道的标准化集装箱船型，提高船舶营运效率，降低运输成本，提升内河航运竞争力。

1.2 国内外发展现状