摘 要

本次毕业设计所选择的题目是《15000DWT级近海散货船方案设计》，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10个部分来进行阐述，主要内容包括：船舶主尺度确定、船体型线设计、船体总布置设计、螺旋桨设计、浮态核算及浮态调整、完整稳性计算、干舷计算和吨位丈量等。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”法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致。总布置设计是以满足舱容要求为要点，人性化地进行布置设计。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：近海散货船；方案设计；型线设计；总布置设计；螺旋桨设计

Abstract

The subject of my graduation design is the 15000 DWT class offshore bulk carrier design. Mainly according to the excellent mother ship, and combining with the knowledge learned in school, flexible applied to the actual design process, and then finished the design work of the new ship hull part.

This article is divided into 15 parts, mainly expounds the ship main dimensions, ship lines design, general arrangement design, the propeller design, floating calculation and adjustment, the intact stability, freeboard calculations and tonnage etc. The determining of the ship main dimensions is through the conversion of good mother ship. Ship lines design is by using the 1-Cp method, and this method could make three dimensions smooth, harmonious and consistent. General layout design is to meet the capacity requirements of points, layout and humanized design. The purpose of checking and adjusting the floating state is that the ship could have good floating under a variety of loading condition. The ship propeller design is to achieve the best screw elements and make it meet the requirements. The intact stability of ship ensures the vessels sailing in hostile sea condition without ship capsized. The freeboard calculation is to ensure that ships have sufficient freeboard, tonnage calculation results as economic estimation of ship.

Key Words：Offshore bulk carrier, The project design, Type line design, The layout design, The propeller design

目 录

第1章 绪论 1

1.1设计目的 1

1.2设计意义 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 2

第3章 船体说明书 3

3.1概述 3

3.2总体性能 3

3.2.1主尺度 3

3.2.2定员 3

3.2.3航速及续航力 4

3.2.4浮态 4

3.2.5干舷 4

3.2.6螺旋桨 4

3.2.7舵 4

第4章 船舶主要要素的初步估算 5

4.1选取主要要素时的考虑因素 5

4.1.1船长L 5

4.1.2船宽B 5

4.1.3吃水d 5

4.1.4方形系数CB 6

4.1.5型深D 6

4.1.6主尺度比 6

4.2主尺度的初步估算 6

4.2.1排水量的初步估算 7

4.2.2船长的估算 8

4.2.3垂线间长的估算 8

4.2.4船宽B和吃水d 8

4.2.5型深D 9

4.2.6方型系数CB 9

4.3性能的初步校核 9

4.3.1空船重量LW的估算： 9

4.3.2浮力计算 10

4.3.3校核 10

4.3.4人员及行李的重量 12

4.3.5舱容校核 12

4.3.6空船重心高度的确定： 13

4.3.7初稳性的估算 14

4.3.8横摇周期的估算 14

4.3.9快速性的估算 14

4.4性能初步校核小结 15

第5章 型线设计 16

5.1概述 16

5.2控制船体型线的要素主要是： 16

5.3型线设计精度的基本要求 16

5.4 散货船的主要型线特征 17

5.4.1横剖面面积曲线 17

5.5设计船棱形系数和中剖面系数、浮心纵向位置的选择 19

5.5.1和的选择 19

5.5.2浮心纵向位置XB的选择 20

5.5.3横剖面面积曲线形状的选择 20

5.5.4平行中体长度和位置 20

5.5.5最大横剖面位置 20

5.5.6横剖面面积曲线的形状 20

5.5.7作图法修改母型船横剖面面积曲线（修改） 21

5.5.8校核设计船横剖面面积曲线 22

5.6迁移法修改设计船浮心纵向位置： 22

5.7.绘制型线图 23

5.7.1球首的形状和特征参数 23

5.7.2首楼 24

5.7.3舷墙 24

5.7.4尾楼 24

5.7.5梁拱 24

5.7.6首尾弦弧 24

5.7.7球鼻艏 24

5.7.8甲板中心线 24

5.8母型改造法型值的产生 24

5.8.1绘制型线图的基本要求 25

5.9静水力曲线及邦戎曲线的绘制 26

5.9.1静水力曲线的绘制 26

第6章 总布置设计 29

6.1主要设计思想 29

6.1.1总布置设计一般分两步进行： 29

6.1.2 总布置的步骤 29

6.1.3主体内船舱的纵向划分 沿 L 方向由水密横舱壁划分为：首尖舱、机舱、货舱、尾尖舱。 30

6.1.4机型： 30

6.1.5竖向划分层数、层高、双层底等等 30

6.1.6上层建筑 31

6.1.7纵倾的调整 31

6.2舱室及交通路线的布置 31

6.2.1视图省略尺寸 32

6.2.2总布置图的组成和画法 32

6.2.3生活舱室的布置 33

6.3总布置图的图形符号及梯道表达特点 33

6.3.1.独立梯 33

6.3.2重叠梯 34

6.4各视图表达的内容 34

第7章 螺旋桨设计 35

7.1 主要设计思想 35

7.2基本设计参数的选取 35

7.2.1螺旋桨的数目 35

7.2.2螺旋桨的叶数 35

7.2.3设计图谱的选择 36

7.3船体与螺旋桨相互影响系数的确定 36

7.3.1伴流分数 36

7.3.2 推力减额 36

7.3.3 相对旋转效率 36

7.3.4 船身效率 36

7.4螺旋桨初步设计 36

7.4.1通过爱尔法计算实际设计船的有效功率 36

7.5螺旋桨的终结设计 39

7.6螺旋桨空泡校核 41

第8章 舵设计 44

8.1概述 44

8.2舵类型及数目的选择 44

8.3舵的几何要素 44

8.3.1舵面积 44

8.3.2舵高 44

8.3.3平均舵宽bM 44

8.3.4展弦比λ 45

8.3.5舵平衡比e 45

8.3.6舵和桨、尾部型线间的配合间隙 45

8.4舵压力及其力矩的计算 45

8.4.1基本参数的确定 45

8.4.2伴流和推进器尾流的影响 45

8.5舵压力及其力矩计算 45

8.6舵机功率估算 46

第9章 干舷计算书 48

9.1计算说明 48

9.2主要数据 48

9.3干舷计算 48

9.3.1基本干舷 48

9.3.2方形系数对干舷的修正 48

9.3.3干舷甲板凹槽对于干舷的修正 49

9.3.4非标准舷弧对干舷的修正 49

9.3.5最小船首高度 50

9.3.6夏季干舷 51

9.3.7热带干舷 51

9.3.8淡水干舷 51

9.3.9夏季淡水干舷 51

9.3.9热带淡水干舷 52

第10章 吨位计算书 53

10.1计算说明 53

10.2总吨位计算 53

10.2.1上甲板以下所有围蔽处所的型容积 53

10.2.2上甲板以上 53

10.2.3救生甲板下围蔽处所面积 54

10.2.3.1救生甲板围蔽处所投影曲线: 54

10.2.3.2起居甲板下围蔽处所面积 54

10.2.3.3船长甲板下围蔽处所面积 55

10.2.3.4驾驶甲板下围蔽处所面积 55

10.2.3.5罗经甲板下围蔽处所面积 55

10.2.3.6烟囱容积 55

10.3净吨位计算 56

10.4舾装计算 56

10.4.1计算方法 56

10.4.2计算数据 57

10.4.3计算结果 57

第11章 舱容及浮态调整 58

11.1概述 58

11.2规则液体舱的计算 58

11.2.1第三顶边压载舱的计算 58

11.2.2燃油舱（左）的计算 59

11.3不规则液体舱的计算 60

11.3.1首尖舱兼压载舱的计算 60

11.4不同载况下重量及重心计算 61

11.4.1满载出港时重量及重心计算 61

11.4.2满载到港时重量及重心计算 61

11.4.3空载出港时重量及重心计算 62

11.4.4空载到港时的重量及重心计算 62

11.5各种载况下船舶的初稳性计算 63

11.6横摇角Φ0 65

11.7进水角的计算 66

11.8自由液面横倾力矩的计算 69

11.9静稳性臂的计算 70

11.10动稳性臂的计算 72

11.11稳性曲线 73

11.12风压倾斜力臂的计算 75

11.13稳性衡准数的计算 76

11.14完整稳性的总结 77

第12章 总结 78

参考文献 79

致谢 80

第1章 绪论

1.1设计目的

本课题是15000DWT级近海散货船方案设计，根据国内外散货船的发展历史和现状，散货船主要由大型化，多用途化等有利于经济发展和满足人类社会发展需要方向发展。但小吨位的散货船老龄化严重，所以本课题主要研究15000DWT级近海散货船进行方案设计船。

1.2设计意义

通过查阅资料以及学过的知识进行对15000吨近海散货船的设计，可以更深一步的了解和熟悉一艘船在设计建造过程中应该注意什么，建造过程应该符合有关法规规范的要求，掌握如何查阅规范。进行型线设计过程中学会如何采用三维制图软件进行型线设计，并且运用熟悉知识等对型线进行校核。总之在设计过程中可以学到好多知识，为自己以后从事船舶行业奠定一定的基础，有利于自己的职业发展！

第2章 任务书分析

2.1船舶入级

本船设计应满足“CCS”现行《钢制海船法定检验技术规则(2011)》、《CCS钢质海船建造规范（2011）》及最新生效和修改的有关规范和规则国家颁布的有关法令及技术标准（GB、CB）。

2.2设计船舶的特点

本设计船为 15000DWT 级近海散货船，本船为钢质、具有连续单甲板、首楼和尾上层建筑、球鼻首线型、双底、单桨、单舵、艉机型、单柴油机驱动的散货船。航区为近海航区。本船以装运煤散货为主。

载重型船舶对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度时考虑的主要因素。载重型船舶的货舱大小是由载货所需的容积要求确定的。