1．目的及意义

研究背景：
乌江是贵州省第一大河，也是长江的重要支流之一，水能资源丰富，拥有多座水利枢纽，并且随着近年来国家对乌江航道进行了全面的升级和改造，以及对构皮滩、思林、沙沱和彭水四座枢纽进行的二线1000吨级通航设施的建设，乌江渡以下航道将升级为三级航道，这将直接导致乌江航线的通航能力有很大的提升，为乌江航道货运船舶的可持续发展以及该区域经济建设的发展提供契机。
贵州是我国矿产资源大省之一，并且以矿产资源开发为依托发展起来的相关产业成为贵州省的支柱型产业。其中，煤炭资源是贵州的主要资源，其他矿产资源例如铝土矿、磷矿含量也十分丰富，这直接导致乌江航道运输的货物种类主要以煤、铁、磷、铝等矿产资源为主，往返于这段航线的船舶以散货船为主。散货船作为三大主流船型之一，由于散货船运货量大，装卸货方便，成本低，在水运行业占据着很大的比例，成为船舶运输的主力军。尤其是在内河航运中，由于航道本身的限制因素，散货船自身的优势使其在各类货运船舶中脱颖而出，成为内河航运的主要货运船种。
近年来，国家加强了对长江经济带综合立体交通走廊建设，全面推进长江干线航道系统治理，统筹推进支线航道建设。这些政策将直接导致水路运输的成本下降，盈利增多。乌江航道通航环境的改善，使得乌江航道运输船舶能够从乌江中上游直接到达长江，这为贵州省资源优势向经济优势的转变提供了更大的发展空间。
研究现状
（1）乌江航道标准船型主尺度发展现状：
为推进内河运输船舶船型标准化工作，在分析和总结近年来实践经验的基础上，交通运输部一直致力于内河标准船型的建设工作，先后制定并颁布了多个标准船型主尺度规定。交通运输部于2012年颁布的《长江水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列及有关规定》首次对乌江航道标准船型主尺度系列作出规定。
主尺度系列在制定之时，本着“安全、高效、绿色、先进”为原则进行制定，这使得在标准船型主尺度系列的控制下，设计出的船舶优化过程更加简便，性能更加优秀。
（2）内河绿色船舶发展现状：
节能减排是造船行业发展的主题，面对绿色船舶技术全球化的趋势，近年来，我国开始加大对绿色船舶的发展，制定并颁布了《内河绿色船舶规范》，倡导发展和应用绿色技术，促进造船业、相关制造业和航运业产业结构优化升级，促进航运企业对新建船舶和现有船舶采取具有成本效益的技术和管理措施，提高运输船舶营运的绿色度，在安全的前提下实现船舶的高效、绿色、舒适的目标。
在《内河绿色船舶规范》中，对船舶能效设计指数EEDI作出了严格的规定。关于EEDI的计算是由国际海事组织提出，是CO2的排放量与货运能力的比值，用于表示船舶的能效。在设计过程中，通常可以通过型线优化、船机桨匹配技术、高效螺旋桨的使用、提高船舶货运能力以及采用一些节能新技术来改善总体能效，这也是发展内河绿色船舶的几个重要方向。
研究目的及意义：
随着乌江航道的升级，能够航行的船舶吨位逐渐提高。但乌江现有的货运船舶大多以五百吨级的货运船舶为主，吨位较小，经济效益也不高，与升级改造后的新航道的情况不能匹配，不能满足经济上的需求。在这种情况下，需要设计更大吨位的船舶来满足需求，使其充分发挥水运优势，降低货物的运输成本，还能够给当地以矿石生产加工为营的行业带来巨大的便利和优惠。所以为充分发挥乌江的通航能力，促进乌江航运事业的发展，乌江货运新船的开发工作十分关键。
为此，本文以乌江干线典型航段作为设计船舶的服务航线，并基于现行的相关国家政策、法规和规范，进行800t钢质、单甲板节能环保型干散货船的总体设计，用于乌江航线主流散货的运输。

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2. 研究的基本内容与方案

{title}基本内容：
1.根据设计任务书，通过综合论证，优选出与乌江未来多属性复杂通航环境相适应的船舶主要要素。
2. 型线设计及静水力计算：
1）进行节能线型设计，绘制型线图，并提交相应图纸；采用compass软件进行三维建模。
2）进行静水力计算，绘制静水力曲线图及邦金曲线。
3. 总布置设计：完成液体舱的舱容要素计算、纵倾调整，完成设计船总布置图纸。
4. 性能校核
1）稳性计算：按法规要求进行各种状态的完整稳性计算。
2）快速性计算：功率，螺旋桨计算书及预报航速。
3) 最小干舷和吨位计算。
6. 其他设备
1）完成舾装数计算；锚、系泊、舵、起货、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置；确定舵的尺度要素。
2）储气罐、汽化器等选型

技术方案：
1、主尺度及主要参数的确定
由于所选航道的特殊性，首先应对所选航道的具体情况和特殊要求进行资料的查阅和分析工作。设计船舶需要满足未来乌江航道通航后的具体情况，所以在进行船舶主尺度和主要参数的选择过程中需要充分考虑航道的限制因素，使其满足各项指标的要求。为推动内河船型标准化的发展，交通运输部颁布了《长江水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列》，因此设计船舶的主尺度首先必须满足《长江水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列》中提出的主尺度要求，此外主尺度及主要参数还需要满足《内河运输船标准船型指标体系》、《内河通航标准》（GB50139-2014）、现行《钢质内河船舶建造规范》和《内河船舶法定检验技术规则》等相关安全技术标准的要求。
主尺度选择时存在的主要矛盾：
现乌江航道自然航段多为库区，水深能够满足基本的航行要求，但由于枢纽最小门槛水深有限，船舶吃水受到很大的限制，但船长和船宽也受到到枢纽尺寸的限制，可允许的变化范围有限，为满足设计船重力和浮力的平衡，在主尺度的选择上需要多方面的考虑和反复修改。其中不可避免的是设计船的方型系数会偏大，但过大的方型系数会对船舶快速性、操纵性造成不良的影响。设计船是中低速船，对快速性的要求不高，所以在选择主尺度时，首先应当尽可能的满足排水量的要求，再考虑L/B、B/d以及CB对操纵性的影响，另外还可以对舵进行合理的配置，从而达到改善操纵性的要求。
2、型线设计
合适的型线设计对于船体性能的优化具有极其重要的作用，尤其是对于设计船这类内河浅吃水肥大型船来说，设计出合理的型线对于优化船舶的快速性和操纵性有很大的帮助。根据相关资料可以知道，现有的内河散货船船艏大多都采用了球鼻艏的结构，这种结构不仅能够有效的减少艏部的兴波阻力，同时也能够增大船舶在水下部分的体积从而增大排水量，在相同排水体积时，设置球艏可以使前肩的排水体积前移，增加进流段长度，缓和凸肩现象，从而改善前肩的涡流，所以设计船舶在艏部轮廓线的选择上会使用球鼻艏的结构。由于设计船舶是浅吃水型船，吃水的限制使设计船舶需要采用双桨推进，所以在艉部型线的选择上会采用双尾型型线，可以使浮心纵向位置后移，对进流段型线的设计十分有利，此外，宽浅吃水船的尾部容易产生严重的漩涡紊流，对船舶的操纵性十分不利，而采用这种型线能够有效提高船舶操纵性。总之，双尾型线对船舶的快速性、操纵性以及节能环保有一定的好处。在型线设计过程中，可以通过compass软件对船体型线进行进一步的优化选择，选择性能优良，节能环保的型线。
3、基于节能环保的考虑
在船舶设计建造过程中，节能环保是一项必须要考虑的指标，所以应当严格遵循《内河绿色船舶规范》的要求进行设计。《内河绿色船舶规范》对EEDI作出量严格的要求，这也是在设计船舶的过程中必须严格控制的一项指标，在进行主尺度优化时，可将EEDI指数作为一项重要的参考指标。此外，其他节能环保的有效措施有进行型线优化，选取合理的船、机、桨参数和使用高效的螺旋桨。在动力源的选取上应当选择现阶段内河绿色船舶常见的LNG-柴油混合动力装置，以满足绿色环保的要求。
3. 参考文献

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