摘 要

本文通过调研报告、任务书分析以及对荷兰代尔夫特理工大学开发的DELFTSHIP软件的使用，研究了中式帆艇总体设计外形设计、主尺度确定、船舶建模、静水力计算、总布置设计、稳性校核等的方法。

本文结构安排如下：

第一章介绍了本设计的目的及意义，简述了设计的基本内容，说明了帆艇的当前市场情况和对未来的展望。

第二章初步确定了主尺度，并结合航区等因素，分析了本船的大致航性路线及航速的初步估算。

第三章介绍了进行型线设计。本章首先学习了DELFTSHIP软件，熟练掌握软件后，进行了船舶建模，并利用软件输出了型线图。在输出图基础上进行了修改和标注。

第四章同样利用DELFTSHIP输出了静水力曲线，进行了静水力计算。

第五章设计了风帆和索具，通过大量收集中国传统三大帆船的资料，总结了中式帆装的特点，确定了设计思路，最后完成了帆装索具的设计。

第六章在完成帆装索具设计的基础上，进行了航速校核。确定了不同风角时的操帆规则，分析了不同风角时船舶满帆和半帆的航行性能。

第七章完成了详细的总布置设计。确定了舱室划分、布置及配置的原则，确定了肋骨间距、水密舱壁、双层底的布置。对帆艇的各种设备进行了选取。画出了总布置图，修改了部分细节设计。

第八章进行了稳性计算。行了不同载况下的重量重心计算，应用ctjs软件进行了舱容的校核，并计算了初稳性、横摇周期、横摇角的计算

第九章计算了舵的相关尺度。

关键词：中式帆艇；DELFTSHIP；总体设计；

Abstract

In this page,mission statement analysis and the use of DELFTSHIP software developed by Delft University of Technology in the Netherlands, this study studied the overall design of exterior designs of Chinese sail boats, the determination of main dimensions, ship modeling, hydrostatic calculations, and general layout design. Stability check methods.

This is the structural of this paper:

The first chapter introduces the purpose and significance of the design, outlines the basic content of the design, and explains the current market conditions and prospects for the future.

The second chapter preliminarily determines the main scale, and combines the factors such as navigation area, analyzes the approximate route of the ship and the preliminary estimation of the speed.

The third chapter introduced the design of the line. This chapter first learned the DELFT SHIP software. After mastering the software, the ship was modeled and the line drawing was exported using the software. Based on the output map, modifications and annotations were made.

Chapter four also uses DELFTSHIP to output the hydrostatic curve and perform hydrostatic calculation.

The fifth chapter designed sails and rigging. By collecting a large number of Chinese traditional three sailing boats, we summarized the characteristics of the Chinese sails, determined the design ideas, and finally completed the design of the sailing rigging.

In chapter six, based on the design of the rigging equipment, the speed verification was carried out. The sail rules for different wind angles were determined, and the sailing performance of the full sail and half sails of the ship at different wind angles was analyzed.

Chapter 7 completes the detailed layout design. The principle of compartment division, arrangement and configuration was determined, and the arrangement of rib spacing, watertight bulkheads, and double bottom was determined. The various equipment for the sail boat was selected. Draw the general layout and modify some of the details of the design.

Chapter 8 performs stability calculations. The calculation of the weight center of gravity under different loading conditions was carried out. The ctjs software was used to check the cabin capacity and the calculation of the initial stability, rolling period, and roll angle was calculated.

In the ninth chapter, the relative scales of the rudder are calculated.

Key Words: chinese yachts；DELFTSHIP；overall design

目 录

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1市场发展 1

1.1.2 发展帆艇的目的及意义 2

1.2设计要求 3

1.2.1船型 3

1.2.2航速 3

1.2.3主机 4

1.2.4舱室布置及设备 4

1.2.5基本内容和规划 5

1.3 任务书分析 6

1.3.1 设计主要解决的问题 6

1.3.2航区 6

1.3.3规范及规则 7

第二章 主尺度确定 8

2.1主尺度确定 8

2.2主尺度校核 9

2.2.1浮力校核 9

2.2.2快速性校核 11

2.3稳性校核 11

2.3.1 重心高度 11

2.3.2初稳性的估算 12

第三章 型线设计 15

3.1 概述 15

3.1.1 型线设计要点 15

3.1.2使用 DELFTSHIP进行建模和型线设计 15

3.2 横剖面面积曲线 16

3.2.1棱形系数Cp和中剖面系数Cm的选取 17

3.2.2浮心纵向位置Xb的选择 17

3.2.3横剖面面积曲线形状的选择 18

3.3 横剖面面积曲线和型线图 18

3.4 生成型线图 19

3.5特殊的首尾型线 20

3.5.1 船首 20

3.5.2船尾 20

第四章 船舶静水力计算 22

4.1 DELFTSHIP的优点 22

4.2 DELFTSHIP的使用 22

4.2.1 DELFTSHIP用户界面 22

4.2.2 DELFTSHIP使用步骤 23

4.3静水力计算结果 27

4.3.1静水力曲线 29

4.3.2横剖面面积曲线 30

4.3.3设计船的主要要素 30

第五章 风帆与索具设计 31

5.1 帆船中式帆装的特点 31

5.1.1沙船 32

5.1.2福船 33

5.1.3广船 34

5.2 帆装的组成 35

5.2.1 桅杆 35

5.2.2 板条 36

5.2.3 帆 37

5.3 设计船帆设计 40

5.3.1 风帆外形与材质的确定 40

5.3.2 帆面积的确定 41

5.3.3 板条材质与尺寸的确定 43

5.4 索具的选取 44

5.4.1 升降索及图纸 44

5.4.2 横桁索箍 44

5.4.3 其他各式索箍 45

5.5 桅杆、桅座与夹桅板设计 46

5.5.1桅杆及图纸 46

5.5.2 桅座 47

第六章 航速校核 49

6.1 帆船快速性校核原理和航行海区情况 49

6.2 满帆时两种状态下的航速校核 50

6.2.1 满帆0°风角情况 50

6.2.2 满帆45°风角情况 52

6.3半帆时两种状态下的航速校核 54

6.3.1半帆0°风角情况 54

6.3.2半帆45°风角情况 55

第七章 总布置设计 57

7.1 舱室布置 57

7.2 游艇舱室划分 57

7.2.1 确定肋骨间距 57

7.2.2 水密舱壁和双层底 57

7.2.3 舱室划分 58

7.2.4 舱室布置及配备 60

7.2.5 舷墙及栏杆布置 60

7.3 船舶设备的布置 60

7.3.1 锚泊及系泊设备 60

7.3.2 救生设备 61

7.3.3 航行信号和通讯设备 61

7.3.4 消防设备 62

第八章 稳性计算 63

8.1 中式帆艇的主要特点 63

8.2进水角的计算 63

8.3浮态调整 65

8.3.1计算辅助工具 65

8.3.2 浮态调整 65

8.3.3各种载况的浮态、初稳性、横摇周期、横摇角计算 66

8.4稳性衡准数K计算 67

8.4.1稳性横截曲线 67

8.4.2 稳性力臂计算 69

8.4.3风压力臂计算 71

8.4.4受风面积及形心计算 71

8.4.5风压计算 73

8.4.6稳性衡准数K计算结果 74

8.4.7规范校核系数 75

8.5 干舷校核 76

8.6结论 77

第九章 舵设计 78

9.1 舵的类型和布置 78

9.2 舵面积A_R 78

9.3 舵高 78

9.4舵的平均弦长 79

9.5展弦比AR 79

9.6 舵平衡比e 79

9.7舵的尺寸确定 79

第十章 结论与展望 80

参考文献 81

附录A 静水力计算数据 82

附录A1 静水力图 82

附录B 稳性横截曲线计算数据 82

附录B1 稳性横截曲线图 82

附录C 帆装索具图 82

附录D总布置图 82

附录E 型线图 82

致 谢 83

第一章 绪论

1.1 概述

1.1.1市场发展

未来我国游艇市场广阔，但仍需发展要经历一个较长过程当前，中国备案的游艇共有1000多艘，相比于13亿的人口规模，非常的微小，即使提出各种因素，但与发达国家游艇/人口比1:171水平相比也是非常的悬殊。中国拥有九万个湖泊、六千五百个岛屿、一万八千公里海岸线，具备游艇消费的自然地理条件，上升空间值得期待。按照国际惯例，在人均GDP达到3000美元时，游艇经济开始萌芽；达到5000美元时，人们开始注重追求生活中的休闲享受，经济能力允许的消费群体会开始购买游艇；而当人均GDP超过6000美元后，游艇产业也会随之进入高速发展阶段。

目前中国内地的游艇会(含在建)已有69家，且有多个地方还在进行规划 2010年，全国人均GDP已经达到4361美元，上海、北京及天津人均GDP均超过1万美元。全国各省市中，只有西藏、云南、甘肃及贵州人均GDP低于3000美元。东部沿海地区的GDP已经超过5000美元，我国发展游艇产业的经济条件已经具备。

目前中国仅次于日本和香港，成为亚洲第三大市场，并预计在五年内发展为亚洲第一。据专家判断，未来10年，中国游艇业的年均增速将达30％以上，迎来持续的行业新景气。

据CCYIA调查显示，目前中国有374家玻璃刚船厂，年销售1000万以上的企业30余家。2010年9月28日，太阳鸟游艇股份有限公司正式登陆A股市场，开启中国游艇企业上市的先例。

从政策方面看：

2009年12月1日，国务院下发《关于加快发展旅游业的意见》，首次提出把旅游业培育成国民经济的战略性支柱产业，并首次提出，“支持有条件的地区发展邮轮、游艇旅游，把邮轮、游艇等旅游装备制造业纳入国家鼓励类产业目录。”

2010年1月4日国务院发布了《国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》，正式对海南“国际旅游岛”发展目标进行了批复。《意见》中提到积极发展邮轮游艇产业，这也让地方府发展游艇产业有了底气。

在游艇界各方推动下，国家海事局发布《游艇安全管理工作实施意见》，该意见为促进游艇业以及水上旅游经济的健康发展，进一步提出了业界期盼的多项游艇安全管理实施意见。

上海、山东、福建、辽宁、浙江、广东等东部沿海省份纷纷制定游艇产业的相关规划，大量水域将有望放开，配套设施也将逐步跟上。综合来看，我国游艇产业将迎来发展高峰。

1997年，全国就有了十几家帆船游艇航海俱乐部，至2003年，全国的帆船、游艇、航海和水上运动等各种俱乐部已发展至上百家，并且从沿海延伸至内地沿江靠湖地区，遍布全国各地。据记者了解，目前我国帆船游艇俱乐部已有数十家，水上运动项目中，仅潜水、蹼泳俱乐部就达50多家。由于气候的原因，南方地区的水上运动俱乐部发展较好，效益明显。 
尽管近年来各种形式的帆船游艇俱乐部蓬勃兴起，但其发展是极不平衡的，这与当地的经济发展与消费人群有直接关系。目前，国内具有一定规模和国际水准的帆船游艇俱乐部，当属深圳浪骑游艇会和苏州美国水星游艇俱乐部。据商家一份调查，仅深圳一地就有2600人具有购买帆船游艇的经济实力，这还不包括珠江三角洲经济发达地区和港、澳地区。而苏州太湖本身就是环太湖工业经济开发区和著名风景旅游区，又幅射上海、杭州、南京、湖州等经济、旅游发达地区，这成为苏州水上运动俱乐部快速发展的良好契机。

1.1.2 发展帆艇的目的及意义

随着中国经济的发展，旅游船型多样化的需求，中华仿古帆艇作为中国古文化的代表之一，也得到大力的发展。帆艇专门设有桅杆、风帆及配套设备，可以在一定条件下利用风力推进船舶航行。这些不但降低了船舶燃油的消耗量和燃油舱的尺寸，增加了帆艇的观赏性，运动性，环保性，也体现了我国政府倡导的可持续发展战略。

本毕设目的是设计 40Feet中式帆船游艇，设计航行于大连至青岛黄渤海沿岸航区；主要面向家庭级消费者设计个性化舱室功能,用于休闲、娱乐；参照中式泉州船特点，打造特色中式船型及帆装，彰显中华传统文化特色，提升乘客的乘坐舒适度和文化归属感。计划设计一个融现代商务与家庭休闲为一体的海上流动的公寓，主要满足海上家庭休闲度假，享受碧海蓝天的需求；同时也可作为高端上流社会朋友间聚会或宴请客户时使用。它应有着独特优美的外形，精美简洁大方的内部装饰，具有高技术含量的个性化的设计，充分体现了现代生活的高质量与人的高品位格调。

现代游艇虽然外形新奇，速度快，操纵方便；但是娱乐性较低、能耗高，市场定位限制了动力游艇的进一步发展。

而帆艇外形精致、依靠帆作动力，敏捷有品位、趣味性、体验性、挑战性强、环保无污染。驾驶帆艇出游成为一种真正意义上的集休闲娱乐与挑战体验于一体的高端生活方式。帆艇不仅意味着财富地位，更代表着品味、搏击和懂得生活享受，其中充足的运动元素更使帆艇走上了时代的潮头。

国内和世界帆艇市场上，中式帆艇很少，市场潜力巨大。中式帆艇从船型到帆装都和西式帆艇不同，中式帆艇的特点和优势就在于一方面其较西式船更小的长宽比，所以在船长相同的情况下，中式帆艇可以布置更大的舱室和淡水舱等，减小了横倾和横摇，乘客舒适感更好，并且可以提供更长自航力；另一方面，中式双桅四角硬帆的设计，大大简化了操帆的难度，简便的操帆方法使每个人都能很快掌握“扬帆起航”的技术。四角硬帆在顺风时不会获得过快的加速度，而在侧风和逆风时会获得比西式三角帆更多的动力，使帆艇可以长时间维持稳定的航速，更提升了驾驶的舒适感。中式帆艇凭借良好的操纵性和较高的安全性以及美观实用的船型和帆装必将在国内和国际帆艇市场上掀起一场中式风暴。

1.2设计要求

1.2.1船型

本船要求为木质船舶，仿照泉州船设计。首尖尾方两头翘，尾呈马蹄型，船底扁平。设有艏尖舱和操舵室，它们可以有效地减轻船舶航行时的纵摇。船前后均设有舷墙，舵杆设置于船尾甲板上，并与主甲板用楼梯连通。

本船设计为尾部主机。本船要求外形为中式，船型较肥，且使用风帆推进，只在进出港时使用主机。

1.2.2航速

设计吃水时的巡航速度≥11 kn；自持力3天 ；船员服务人2人，乘客4人。

计算该船的Frude数 =0.523（航速取巡航速度，船长取为总长），其中的船长实际应为水线间长，比总长略小，所以会略大，但肯定在0.35~1之间，为高速排水量艇。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：