摘 要

本设计船型为70英尺风帆游艇，这是一艘娱乐型游艇。前期进行初期资料收集，了解游艇以及风帆游艇，对任务分析了解，在完成后根据前期资料书写开题报告，明确设计内容。在明确设计内容后需要进一步收集资料，并将资料汇总为调研报告。由前述资料确定设计方案，初步确定主尺度完成初步校核。由主尺度（L、 B、 D、 ）等参数，利用母型船改造法完成型线设计，根据型线使用ctjs计算，绘制出静水力曲线图以及稳性横截面曲线。由型线设计确定的船舶具体参数，进行舱室器具的设置以及总布置设计，完成总布置设计图，大致确定帆装、鳍板、锚链等。最终完成后使用STARCCM建模完成快速性校核，完成70英尺风帆游艇的设计。

关键词：风帆游艇、快速性、绘图

Abstract

This design is a 70-foot sail yacht, an entertaining yacht. In the early stage, we will collect the initial data, understand the yacht and the sail yacht, analyze the task, and write the opening report according to the previous data after the completion, and clarify the design content. After the design content is clearly defined, further data collection is required and the data is summarized into a research report. The design plan is determined from the above data, and the preliminary calibration of the main scale is initially determined. From the main scale（ L、B、D）and other parameters, the model design is completed by the mother ship modification method, and the hydrostatic force diagram and the stability cross section curve are drawn according to the ctjs calculation of the profile line. The specific parameters of the ship determined by the profile design, the installation of the cabin appliances and the general layout design, complete the general layout design, and roughly determine the sails, fins, anchor chains and so on. After final completion, use STARCCM modeling to complete the rapid check and end the general design of the 70-foot sail yacht.

Keywords: sail yacht, rapidity, drawing

目录

第一章.任务书分析 1

1.1目的及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2设计目的及意义 1

1.1.3国内外发展和研究现状 2

1.2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 3

1.2.1基本内容 3

1.2.2技术方案 - 4 -

1.3进度安排 - 5 -

1.4 设计任务书的提要 - 7 -

1.4.1 船型和用途 - 7 -

1.4.2 航速及续航力 - 7 -

1.4.3 船籍及船级 - 7 -

1.4.4船员及载客数 - 7 -

1.4.5航区 - 7 -

1.5 风帆游艇的特点 - 8 -

1.6本船是布置地位型船： - 9 -

1.7 设计中应解决的问题 - 10 -

1.8本船的设计船型设想 - 10 -

1.9母型船 - 10 -

第二章 帆艇发展背景及现状 - 12 -

2.1.1发展背景 - 12 -

2.1.2发展现状 - 12 -

2.1.3适宜发展游艇地区及市场 - 13 -

2.2.1游艇分类 - 14 -

2.2.2帆艇类别及特性 - 14 -

2.2.3中式帆与西式帆异同点： - 14 -

2.2.4帆船相关规范 - 15 -

2.4 结束语 - 16 -

第三章70英尺中风帆游艇方案设计 - 17 -

3.1初步方案设计 - 17 -

3.1.1航区及用途以及初选思路 - 17 -

3.1.2动力装置 - 17 -

3.1.3游艇布置 - 17 -

3.2主尺度与方案设计 - 18 -

3.2.1设计要求 - 18 -

3.2.2母型船资料 - 18 -

3.2.3主尺度初步确定 - 19 -

3.3浮性校核 - 21 -

3.4稳性校核 - 22 -

3.4.1初稳性高 - 22 -

3.4.2橫摇周期 - 22 -

3.5快速性校核 - 23 -

3.5.1估算游艇阻力 - 23 -

3.5.2风帆提供的动力 - 23 -

3.6初步方案确定 - 24 -

第四章 型线设计 - 28 -

4.1 概述 - 28 -

4.2 横剖面面积曲线 - 29 -

4.2.1 所设计帆艇横剖面面积曲线 - 30 -

4.2.2 横剖面面积曲线改造 - 31 -

4.2.3 确定Cp - 32 -

4.2.4 确定Xb - 32 -

4.3 型线图绘制 - 33 -

4.3.1 绘制型线图 - 33 -

4.3.2型线图 - 34 -

4.4静水力曲线图绘制 - 37 -

4.4.2静水力曲线 - 38 -

4.4.3稳性横截面曲线 - 40 -

- 40 -

第五章 总布置设计 - 41 -

5.1概要 - 41 -

5.2 舱室划分、布置及配备原则 - 41 -

5.3 游艇舱室划分 - 41 -

5.3.1 确定肋骨间距 - 41 -

5.3.2水密舱壁的设置 - 41 -

5.3.3 舱室划分 - 42 -

5.3.4 舱室布置及配备 - 45 -

5.3.5舷墙及栏杆布置 - 45 -

5.4 船舶设备的布置 - 46 -

5.4.1 锚泊及系泊设备 - 46 -

5.4.2 救生设备 - 47 -

5.4.3 航行信号和通讯设备 - 47 -

5.4.4 消防设备 - 48 -

5.5舱容要素曲线和纵倾调整 - 49 -

5.5.1淡水柜舱容要素曲线 - 49 -

5.5.2纵倾调整 - 50 -

5.6帆装和索具 - 51 -

5.7鳍板设计 - 52 -

第六章70英尺风帆游艇快速性校核 - 53 -

6.1航区概述 - 53 -

6.2 STAB-CCM软件计算阻力 - 54 -

6.3风向角与帆角 - 58 -

6.4航速校和 - 59 -

6.4.1满帆状态下的校核 - 59 -

6.4.2半帆状态下的校核 - 62 -

6.5航速校核表 - 63 -

参考文献 - 64 -

致谢 - 65 -

第一章 任务书分析

1.1目的及意义

1.1.1研究背景

本毕业设计论文题目为70Feet帆船游艇方案设计与快速性计算分析。近几年来，伴随着中国经济的飞速的发展，社会中一部分人的财富迅速增长，对于高端娱乐有了一定需求，例如游艇，中国拥有13亿人口，庞大的基数决定了广阔的的市场，市场对于游艇的需求也逐步增加。依据据胡润百富研究显示，在国内截至到2018年8月，我国中产家庭的数量已经达3320万户。而且依据相关调查直到2017年的1月份，中国境内拥有资产超过600万人民币的家庭数量大致为460多万，和过去的一年2016年相比较增加了将近30万，增长超过了6%，在这些家庭里能有600万流动现金能拿来投资的家庭数量超过160万户。另一项数据也是让人震惊，将近200万家庭坐拥千万资产，比2016年多了16万，另一类有千万人民币可以用来投资的家庭的数目高达94.8万。12.1万个家庭拥有着1亿的资产，比起2016年的数据增加了1.2万，增长幅度达到了惊人的10.5%，有超过1亿人民币可以用来投资的家庭数量为7.1万。有一个概念叫做“国际超高净值家庭”，其意味着这个家庭资产至少为3000万美元，这样的家庭在中国有将近8万，比2016年增加了8300户，增长率更是高达11.8%，并且在他们之间有3000万美金可以用来投资的家庭有4.8万户。

1.1.2设计目的及意义

本课题研究目的在于设计出一条70英尺帆船游艇，完成选型，并选择尺度，合理布置艇内各部分，最终校核性能，并且达到船主的要求。这些年来中国经济腾飞，人们更加追求高端的休闲方式，而游艇恰恰符合这一概念，它集合了餐饮、娱乐、住宿、商务等多种的功能，国内游艇的发展比不上欧洲，目前全球主要游艇制造商大多位于欧洲。意大利的Riva丽娃是其中的佼佼者，专注高端豪华类游艇。希瑞（Searay）则拥有最大规模的游艇制造水平。英国的斐尔兰（Fairline）法国亚诺(Jeanneau)也都是位于游艇制造金字塔尖的水平，实力让众多厂商可望而不可及。全球顶尖豪华品牌阿兹慕（Azimut)。在这一系列顶尖的豪华游艇制造商中鲜有国内品牌，而对于中国这一新兴的市场，必定拥有巨大的发展潜力。国内游艇设计制造起步较晚，设计水平等有限，在高水平游艇制造领域竞争力不强，本课题目的在于发展高水平国产近海风帆游艇，以供客人休闲、娱乐或进行航海运动，为国产游艇在市场上的竞争力添砖加瓦。

对于游艇的消费是有条件的。经济基础决定了能不能消费的起游艇，想拥有或者使用游艇高收入是不可或缺的条件。游艇作为高端消费，其价格昂贵，具有奢侈品的属性。其次对于游艇的消费，就像汽车一样他还需要保养、储存等必要的且不菲的花费，其他的还有就是能够支付得起对于游艇的维护费以及码头的管理费用等不菲的花费。而且根据胡润财富榜单的调查显示，在全球十亿富豪榜中，中国是拥有最多的全球十亿富豪的国家，中国虽然拥有世界20%的人口，但是却拥有着全世界27%的十亿美金富豪，并且这一数量还在持续扩大中。

与此同时近年游艇的相关租赁服务也逐渐开始在国内兴起，对于无法承担游艇的高昂价格、维护成本的人们，通过租赁是一种低成本消费游艇的好方式。在国内许多的旅游平台例如携程等都有游艇相关的租赁服务。中产阶级是比较重视生活质量，比较看重休闲娱乐方式，对于游艇这彰显品质生活以及有个人品位的方式，极大地满足了他们对于“休闲享受”的生活理念的追求。我们国家的中产阶级也逐渐从过去注重物质幸福时代已经过度到了更加注重精神幸福时代。

通常情况下风帆游艇尺寸在50英尺左右，鲜有70英尺及以上风帆游艇，作为较大型的风帆游艇，随着尺寸的增大，其空间也增大了许多，在布置时各区域空间增大，更加容易布置，舒适度也随之增加，所能承载的人数多余小型风帆游艇，经济性较好。

综上所述，不论是高端市场还是租赁中低端市场，对于游艇这一项目国内目前拥有巨大的市场前景，值得大力发展。本课题旨在为国内市场提供合适的具有先进水平的游艇产品。

1.1.3国内外发展和研究现状

目前全世界游艇的主要制造商大都在欧洲，意大利、克罗地亚、美国、英国都是主要的生产地区，在亚洲中国台湾地区的游艇发展也很有竞争力，由于其生产制造没有那么严格，所以大都为中低端产品，而且香港地区是台湾游艇最大的消费市场，其次还有美国也很喜欢购买相对于其他地区更为廉价的台湾制造的游艇。法国游艇也是有着良好的口碑，但是其并不重视亚洲地区业务，所以国内以及香港法国游艇并不是很常见，知名度也不如其他欧洲厂商。而外国内的游艇制造商由于技术等限制，大都选择和国外知名合作，但是规模、品牌等远远不如欧洲台湾地区的游艇，认可度较低，但随着市场的逐渐发展，我们还是相信国内的游艇制造商会和大多数其他中国制造一样取得消费者认可，并且获得长足的发展，拥有让我们骄傲的品牌。

通常情况下风帆游艇以50英尺左右为见常，少有大尺寸，本课题所设计的70英尺风帆游艇属于较大的风帆游艇，市场上同类产品有德国Hanse的Hase 675，其长度为69.1英尺，宽19.3英尺，单体舷内机。所设计风帆游艇比这艘船更大。当尺寸增大，吃水也势必增大，其他同类型船通过双体甚至多体的方式降低吃水，减少吃水过深所带来的对性能的影响。

其他相近尺寸风帆游艇大多为竞赛游艇如英国CLIPPERVENTURE公司所建造的68英尺Clipper68型环球航行风帆赛艇，赛艇由英国Dubois游艇设计公司设计，采用高强度轻质玻璃钢夹芯，性能优越。在本设计中可作为参考。

1.2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

1.2.1基本内容

关于70 Feet风帆船游艇方案设计内容及要求。

（1）首先进行毕业设计任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告。

（2）完成初步设计，首先要选定母型船以及确定母型船的主要尺寸要素，明确游艇的用途。

（3）进行型线设计。

（4）进行总布置设计。

（5）进行船体以及其他的配件设计，并且确定帆装设计。

（6）完成快速性校核。

（7）根据要求毕设任务书不少于10000个汉字，满足相关格式要求。

（8）完成不少于5000个汉字（大约有2-3个万英文字符）的翻译。

1.2.2技术方案

1.2.2.1主尺度的确定

风帆游艇作为布置地位型船舶其主尺度确定需要考虑如下条件：

1. 性能及舒适度
2. 操纵性
3. 航行海区及海况
4. 续航和航速
5. 排水量

综合考量上述条件，由已知船型从而确定设计船舶主尺度

1.2.2.2型线设计

型线设计是指在确定了船舶的主尺度（L、B、D、d、C_B）以后再配合总布置设计进行。型线设计的是不是足够的好、合理、周到对于后期的计算以及所设计出来的船舶的航海性能以及后期建造是否方便，船主是否满意有着很大的影响。

型线设计注意事项：

（1）保证良好的航海性能。

（2）考虑总布置的要求。

（3）考虑船体结构的合理性和工艺性。

（4）外观造型。

1.2.2.3总布置设计

总布置设计是指在保证了安全性以及相关法律法规规定的前提下，根据船主的需求以及满足其未来航线航行时快速性等需求，对船体进行合理的布置，绘制本设计游艇的详细总布置图。

总布置设计主要步骤为：

（1）依据前期收集的信息，船东需求，使用特点等，寻找适合的母型船，由母型船的设计为根据，合理的确定本设计中游艇的总布置设计。

（2）舾装以及其他设备根据相关规定以及法律法规

（3）根据型线图的以及母型船，绘制出正式的总布置图。

1.2.2.4帆装设计

船帆是风帆游艇在航行中主要的动力来源，对于风帆游艇来说是极为重要的装置，风帆的选择直接影响风帆游艇的航行性能。风帆可以看作是一种机翼，没有厚度，却有极大的拱度。对于船帆的选择应根据相应船型及主尺度等确定一下参数：

轮廓外形

船帆拱度

消除或减小桅杆干扰

帆面积

通过计算所得的参数，确定适合的帆装。

1.2.2.5舵的尺度要素

舵是实现船舶操纵的主要设备。舵是在航行中确定航行方向的主要设备，对于游艇有着极为重要的作用，而且位于零舵位时，它具有稳定航向的作用。

舵设计的内容包括：

（1）舵的数目和形式的选择；

（2）舵的布置；

1.2.2.6快速性校核

船舶操纵性通常由回转性指数K与应舵指数T所决定，K主要决定了游艇的回转性，K值越大回转性越好，在定常回转中直径越小，而T越小游艇的稳定性和跟从性则越好。本设计中通过CFD模拟计算进行快速性校核。

1.3进度安排

Week 1 Feb. 18 - Feb. 24
初步了解毕业设计内容.完成调研报告、任务分析书，查找相关的规范，初步确定帆艇船型、主尺度，最后完成布置草图绘制.寻找翻译的原文并确定翻译内容

Week 2 Feb. 25- Mar. 3
确定风帆游艇的船型、主尺度，完成风帆游艇的布置草图.进行初步核算完成相关报告

Week 3 Mar. 4-10
完成英语翻译，确定型线图

Week 4 Mar. 11-17
完成英语翻译，确定型线图

Week 5 Mar.18-24
完成英语翻译，确定型线图

Week 6 Mar.24-Mar 31

完成风帆游艇的总布置设计以及舱室的划分

Week 7 Apr.1-7
完成风帆游艇的总布置设计以及舱室的划分

Week 8 Apr. 8-14

完成风帆游艇的总布置设计以及舱室的划分

Week 9 Apr.15-21

学习快速性的软件并计算

Week 10 Apr. 22-28

学习快速性的软件并计算

Week 11 Apr. 29-May. 5

学习快速性的软件并计算

Week 12 May. 6-12
其他相关内容的补充

Week 13 May. 13- 19
其他相关内容的补充

Week 14 May. 20- 26
设计完善、论文撰写

Week 15 May 27- June2
完善提交

1.4 设计任务书的提要

1.4.1 船型和用途

该船为70英尺风帆游艇，为娱乐艇，主要用于休闲娱乐。

1.4.2 航速及续航力

在满帆二级风状态下全速11节，由于是风帆游艇，主要动力为自然风，在有风状态下续航无限

1.4.3 船籍及船级

中国，中国船级社（CCS）

1.4.4船员及载客数

船员及服务人员5至6人，乘客5至6人。

1.4.5航区

风帆游艇主要在距离岸边20n mile以内的海域（中国的台湾海峡和类似海域距离岸边10n mile以内）。

1.5 风帆游艇的特点

本船是一条 70英尺长的西式风帆游艇，其主要以风为动力，所以配备的是一台小马力、小功率的主机，所以起到的主要作用仅仅是在进出港是需要驱动帆艇航行，其他时间皆由风帆动力，在食品淡水等资源充足状况下，续航力更为持久，许多人依靠帆艇成功进行环球航行。

风帆游艇通常情况下尺寸都不大，较大的也仅在50英尺左右，本次设计中所设计的风帆游艇尺度达到70英尺，属于大型风帆游艇，其设计要求必然更高，但随着尺度的增大，其空间布置不需要像其他小型游艇一样紧凑导致在空间布置设计上有诸多拘泥，随着艇上空间增大从而其舒适度也大大提升，在布置方面更加便利。

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。

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