1、船舶靜力學課程設計書 船舶靜力學課程設計目錄一 型線圖3二 船舶靜水力計算41成員介紹及分工情況42船型簡介43使用程序和工具說明44船舶靜水力曲線55邦戎曲線76 曲線107干舷校核12三 穩性校核1483.1 概述1493.2 船舶主尺度14103.3 穩性計算書使用說明 ：14113.4 各種核算狀態穩性總表14123.4 .各種核算狀態重量重心計算(分項重量、重心估算)16133.5 各種核算狀態浮態及初穩性計算17143.6 各種核算狀態受風面積計算21153.7 自由液面修正計算22163.8 艙室進水角計算22173.9 列表計算動穩性曲線(假定重心在船底中心)：24183.10

2、 穩性橫截曲線29四 課程設計小結34五 附件35195.1 船舶靜水力曲線35205.2 邦戎曲線35215.3 穩性橫截曲線35225.4 核算狀態穩性曲線35235.5 進水角計算圖35245.6 進水角曲線35255.7 計算機輸出結果35一 型線圖二 船舶靜水力計算1 成員介紹及分工情況指導老師：小組成員及主要任務：（1） 型線圖：；（2） 船舶靜水力曲線：；（3） 邦戎曲線：；（4） ：；（5） 干舷校核：；（6） 滿載出港：（7） 滿載進港：空載出港：空載進港：進水角計算及曲線：；（8） 數據文件準備和排版：；（9） 程序運行：。2 船型簡介本船名為長江100噸機動駁（B級），為

3、鋼質橫骨架式、單底單甲板、單機、單舵機動駁，航行于長江中游九江至宜昌之間的各小港小點，主要運載日用雜貨、鮮魚、蛋品、雞鴨以及蔬菜等農副產品。本船設備簡單，運營成本低，貨艙容積較大，吃水較淺，可深入長江支流。本船船身長，主機功率小，航速低，因而風浪中控制航向能力差，故而較適宜于平緩水道或內河湖泊中使用。3 使用程序和工具說明（1）船舶靜力學性能電算軟件STA 2.0 ：開發單位：原華中理工大學船舶系張銘歌副教授、程序采用辛普森及梯形法計算、計算程序用Fortran語言、數據檢查程序用Basica編寫，供學生畢業設計和數十艘實船設計,適用于32位操作系統，兼容WINDOWS XP 和WIN 7，數

4、據可靠性高，但操作性不是太好，穩定性有所欠缺。（2）AUTOCAD 2008（3）MATLAB 2009 ：美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。4 船舶靜水力曲線a) 符號說明 浮心距舯1厘米=0.1米 漂心距舯1厘米=0.1米 浮心距基線高1厘米=0.1米 水線面面積1厘米=1平方米 型排水體積1厘米=5噸 橫穩心半徑1厘米=0.2米 縱穩心半徑1厘米=0.2米 每厘米吃水排水量1厘米=0.1噸 每厘米縱傾力矩1厘米=0.1噸 水線面系數 中橫剖面系數 方形

5、系數 棱形系數b) 計算數據 Table 2 Hydrostatic Curves = No T V Xb Zb Aw Xf TPC MTC 1 .00 .000 .000 .000 75.183 .025 .759 .000 2 .26 25.794 .109 .138 115.778 -.018 1.169 1.489 3 .52 57.800 .030 .279 130.729 -.007 1.320 1.935 4 .78 93.111 .008 .420 141.069 -.054 1.425 2.293 5 1.04 130.936 -.026 .562 150.155 -.203

6、 1.517 2.657 6 1.30 171.370 -.114 .705 160.348 -.580 1.620 3.156 7 1.56 214.857 -.260 .852 172.403 -1.101 1.741 3.803 8 1.82 260.819 -.435 1.000 181.420 -1.395 1.832 4.294 = No T Zm Zml Cb Cw Cm Cp Cvp 1 .00 .000 .000 .000 .358 .000 .000 .000 2 .26 9.049 200.138 .472 .551 .465 1.015 .857 3 .52 5.158

7、 116.271 .529 .623 .569 .931 .850 4 .78 3.851 85.763 .568 .672 .637 .892 .846 5 1.04 3.252 70.875 .600 .715 .690 .869 .838 6 1.30 2.950 64.515 .628 .764 .732 .858 .822 7 1.56 2.841 62.191 .656 .821 .767 .855 .799 8 1.82 2.796 58.045 .682 .864 .797 .857 .790 =c) 靜水力曲線圖5 邦戎曲線a) 符號說明 吃水 橫剖面面積 橫剖面面積對基平面

8、的矩b) 計算數據 Table 1 Bonjean Curves = I= .00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.86 1.91 A .00 .00 .00 .00 .00 .00 .31 1.00 1.13 1.25 My .00 .00 .00 .00 .00 .00 .45 1.63 1.86 2.08 - I= 1.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.98 2.09 A .00 .01 .08 .21 .42 .85 1.65 2.76 3.54 3.92 My .00 .00 .03

9、.12 .31 .82 1.98 3.86 5.35 6.11 - I= 2.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.94 A .00 .13 .40 .80 1.35 2.12 3.17 4.45 4.45 4.87 My .00 .02 .13 .39 .90 1.80 3.30 5.47 5.47 6.27 - I= 3.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.96 A .00 .27 .79 1.49 2.36 3.41 4.65 6.04 6.04 6.55 My .00

10、.04 .25 .71 1.50 2.74 4.51 6.86 6.86 7.82 - I= 4.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.97 A .00 .49 1.30 2.29 3.42 4.70 6.08 7.55 7.55 8.13 My .00 .07 .39 1.04 2.08 3.57 5.55 8.04 8.04 9.12 - I= 5.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 .73 1.77 2.98 4.30 5.71 7.18 8.70 8.

11、70 9.32 My .00 .11 .52 1.31 2.51 4.16 6.26 8.83 8.83 10.00 - I= 6.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.00 2.25 3.61 5.06 6.56 8.09 9.64 9.64 10.27 My .00 .14 .63 1.52 2.84 4.59 6.78 9.40 9.40 10.59 - I= 7.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.21 2.60 4.08 5

12、.60 7.13 8.69 10.25 10.25 10.89 My .00 .16 .71 1.67 3.05 4.85 7.08 9.71 9.71 10.92 - I= 8.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.29 2.78 4.33 5.89 7.45 9.01 10.57 10.57 11.21 My .00 .18 .76 1.76 3.18 5.01 7.24 9.88 9.88 11.08 - I= 9.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1

13、.98 A .00 1.39 2.94 4.50 6.06 7.62 9.18 10.74 10.74 11.38 My .00 .19 .79 1.81 3.22 5.05 7.28 9.92 9.92 11.12 - I=10.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.47 3.03 4.59 6.15 7.71 9.27 10.83 10.83 11.47 My .00 .20 .80 1.82 3.24 5.06 7.29 9.93 9.93 11.14 - I=11.00 T .00 .26 .52 .78

14、1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.49 3.04 4.60 6.16 7.72 9.28 10.84 10.84 11.48 My .00 .20 .80 1.82 3.24 5.06 7.29 9.93 9.93 11.14 - I=12.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.33 2.85 4.40 5.96 7.52 9.08 10.64 10.64 11.28 My .00 .18 .78 1.79 3.21 5.03 7.26 9.90 9.90 11.10 -

15、I=13.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.19 2.60 4.09 5.64 7.20 8.76 10.32 10.32 10.96 My .00 .16 .71 1.69 3.09 4.92 7.15 9.78 9.78 10.99 - I=14.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.98 A .00 1.00 2.23 3.59 5.02 6.51 8.02 9.56 9.56 10.19 My .00 .14 .62 1.51 2.81 4.55

16、 6.71 9.32 9.32 10.50 - I=15.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.82 1.97 A .00 .80 1.82 2.99 4.26 5.62 7.03 8.50 8.50 9.06 My .00 .11 .51 1.27 2.43 4.02 6.05 8.53 8.53 9.59 - I=16.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 1.87 1.99 A .00 .52 1.30 2.24 3.30 4.45 5.69 7.01 7.26 7.68 My .00 .07 .

17、38 1.00 1.97 3.32 5.09 7.31 7.78 8.59 - I=17.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 2.12 2.21 A .00 .27 .79 1.47 2.26 3.15 4.13 5.19 6.50 6.78 My .00 .04 .25 .69 1.42 2.46 3.86 5.66 8.23 8.84 - I=18.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 2.13 2.18 A .00 .13 .41 .80 1.30 1.88 2.54 3.27 4.24 4.36

18、My .00 .02 .13 .39 .84 1.53 2.47 3.71 5.63 5.88 - I=19.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 2.13 2.15 A .00 .00 .09 .26 .47 .75 1.09 1.48 2.03 2.06 My .00 .00 .04 .14 .34 .67 1.15 1.81 2.91 2.96 - I=20.00 T .00 .26 .52 .78 1.04 1.30 1.56 1.82 2.52 2.53 A .00 .00 .00 .00 .00 .00 .03 .09 .52 .53 M

19、y .00 .00 .00 .00 .00 .00 .04 .15 1.12 1.12 - 5.3 邦戎曲線圖注：考慮到曲線的可讀性和布局，曲線利用AUTOCAD畫制時，對橫縱坐標采用了不同的比例，比例為1：10.6 曲線a) 計算過程和采用方法說明：6.1.1 繪制極限破艙水線 在邦戎曲線上繪出核算水線和安全限界線，并在安全限界線的最低點處畫水平的極限破艙水線PP，然后在首尾垂線向下取Z1.6D-1.5d，并將其34等分，過各分點做限界線的切線，得到一組極限破艙水線。6.1.2 計算各極限破艙水線下體積i 及對舯的體積靜矩Mi 用邦戎曲線分別計算, M, i, Mi，并用下式計算 vi =

20、i - xi = (Mi - M ) / vi將結果繪成vi xi 曲線。b) 計算數據 站號01234567891F0.831.782.843.934.855.576.076.256.616.742F0.210.621.532.563.554.344.995.335.746.083F0.070.230.721.452.293.273.754.364.775.22H2.423.414.385.366.126.696.976.957.157.191A3.254.175.025.866.586.897.16.937.036.882A3.184.024.795.556.226.386.476.36.

21、075.933A3.043.994.615.265.75.915.735.495.294.96d0.210.791.522.383.153.73.944.064.144.2210111213141516171819206.956.937.016.826.676.235.534.623.542.230.946.376.626.796.76.626.275.674.873.842.571.275.475.946.276.336.376.15.644.933.952.881.367.087.057.036.746.385.794.953.892.841.540.496.726.436.295.95.

22、274.533.612.631.670.770.045.695.295.014.483.93.22.291.540.890.3404.664.273.883.152.761.971.220.670.320.0704.184.14.043.83.492.952.341.691.010.450c) 計算結果IAsLiXIViXi178.59649.37750.483880.862.191160.65186.3552.0362.5546.664141.146246.633.05843.0512.134178.369,-269.2525-2.64280.273-4.74150.413-318.268-

23、3.70352.317-8.912125.003,-351.25-4.917526.907-19.473190.689-128.793-1.8292.593-2.789d) 7 干舷校核由內河船舶法定檢驗技術規則得：船舶最小干舷F應不小于下列計算所得值：F=F0+f1+f2+f3。1）計算F0(船舶的基本干舷)由船的船別和航區，船為敞口船，航區為B級，船長為37.00m，經查表得：F0=3752）計算f1（型深對干舷的修正值）由船的尺度，船長L為37.00m，型深D1為2.10m，所以L/D1=17.6215，所以不需要做型深對干舷的修正。所以f1=0。3）計算f2（舷深對干舷的修正值）由船的

24、型線圖和型值表得，此船有舷弧和升高甲板，因此有規范上的公式得：f2=1/6(Ysb+Ywb)1/3（Ys*Ls/L+Yw*Lw/L）1/3（hs*Ls/L+hw*Lw/L）其中由圖形和規范：Ysb=475，Ywb=237.5, Ys=（5200-4500）, Ls=1500mm，Yw=0，Lw=0m，hs=4050，hw=0所以：f2=65.972。4）計算f3（艙口圍板高度及艙室門檻高度對干舷的修正值）由規范得：標準露天部分的貨艙口圍板高度和其他艙口圍板高度、艙室及艙棚的門檻高度分別為：350和250。由實際情況，假設露天部分的貨艙口圍板高度和其他艙口圍板高度、艙室及艙棚的門檻高度分別為40

25、0和300，大于規范，既不做修正，所以f3=0。.綜上：F=F0+f1+f2+f3=440.972，而由圖可得實際的干舷為1200mm。所以本船的干舷符合規范要求。三 穩性校核8 3.1 概述 本船為長江100噸機動駁（B級），航行于長江中游九江至宜昌之間的各小港小點，主要運載日用雜貨、鮮魚、蛋品、雞鴨以及蔬菜等農副產品。船身長，主機功率小，航速低，風浪中控制航向能力較差，較適宜于平緩水道或內河湖泊中使用。9 3.2 船舶主尺度總長37.00米水線長35.00米型寬6.00米型深2.10米平均吃水 枯水 洪水1.30米1.80米排水量 枯水 洪水171噸252噸方形系數0.625棱形系數0.6

26、7舯剖面系數0.98水線面系數0.77浮心距舯-0.14米半進角19度主機型號6135Ca型柴油機主機臺數1臺主機額定功率120馬力主機額定轉速1500轉/分設計航速14.7公里/時貨艙容積190立方米載貨量 枯水 洪水100噸180噸船員人數7人 10 3.3 穩性計算書使用說明 ：經校核本船雖滿足穩性要求, 但船長應根據裝載、天氣、水流等情況謹慎駕駛，確保船舶航運安全。11 3.4 各種核算狀態穩性總表序號項目符號及公式單位滿載出港滿載進港空載出港空載進港1載貨量Wt100100002平均吃水 m1.301.231.191.153排水量t177.12174.76277.1274.1624全

27、船重心高Zg= m2.092.0881.4121.4055初穩性高 =+-m1.74531.56891.9041.9316修正后初穩性高m1.74531.56891.9041.9317規范要求初穩性高m>=0.15>=0.15>=0.15>=0.158艙室進水角 。28.12529.33444.92545.036930度靜穩性臂L30m1.492.481.711.7510規范要求靜穩性臂L30m>=0.2>=0.2>=0.2>=0.211最大靜傾角 。25.726.327.228.512規范要求靜傾角。>=25>=25>=25&

28、gt;=2513穩性消失角 。57.459.761.363.414規范要求消失角。>=55>=55>=55>=5515橫搖周期 s2.9712.7242.4482.42916橫搖角 。12.712.812.712.617風傾力臂 m0.0410.0470.0650.06918最小傾覆力臂 m0.4190.4760.6120.64319風傾衡準數 110.21410.1359.4229.32320穩性是否合格合格合格合格合格12 3.4 .各種核算狀態重量重心計算(分項重量、重心估算) 3.4.1 滿載出港序號項目P(t)Z(m)PZ(t.m)X(m)PX(t.m)1空船

29、65.831.90125.077-3.90-256.7372船員及行李8.673.5030.345-15.00-130.053燃油1.502.003.00-14.50-21.254淡水1.003.503.50-14.25-14.255滑油0.123.200.384-15.03-1.80366貨物100.002.50250.001.50150.007合計177.12412.306-274.0906 3.4.2 滿載進港序號項目P(t)Z(m)PZ(t.m)X(m)PX(t.m)1空船65.831.90125.077-3.90-256.7372船員及行李8.673.5030.345-15.00-1

30、30.053燃油0.152.000.30-14.50-2.1754淡水0.103.500.35-14.25-1.4255滑油0.0123.200.0384-15.03-0.18366貨物100.002.50250.001.50150.007合計174.762406.1104-240.5706 3.4.3 空載出港序號項目P(t)Z(m)PZ(t.m)X(m)PX(t.m)1空船65.831.90125.077-3.90-256.7372船員及行李8.673.5030.345-15.00-130.053燃油1.502.000.30-14.50-2.1754淡水1.003.500.35-14.25

31、-1.4255滑油0.123.200.0384-15.03-0.18366貨物02.5001.5007合計77.12156.1104-390.5706 3.4.4 空載進港序號項目P(t)Z(m)PZ(t.m)X(m)PX(t.m)1空船65.831.90125.077-3.90-256.7372船員及行李2.673.509.345-15.00-39.603燃油0.152.003.00-14.50-27.754淡水0.103.503.50-14.25-14.255滑油0.0123.200.0384-15.03-0.180366貨物02.5001.5007合計74.762140.9604-338

32、.5173613 3.5 各種核算狀態浮態及初穩性計算 3.5.1 滿載出港序號項目符號及公式單位滿載出港1排水量 t177.122平均吃水1.303重心距舯 m-1.5474浮心距舯 m-0.145縱傾力矩 tm-249.2086每厘米縱傾力矩 tm/cm3.25427縱傾值 cm-0.76588漂心距舯 m0.49839首吃水 m1.094110尾吃水 m1.500111橫穩心距基線 m3.633212重心距基線 m2.09413初穩性高= -m1.4385 3.5.2 滿載進港序號項目符號及公式單位滿載出港1排水量 t174.7622平均吃水m1.27453重心距舯 m-1.3774浮心

33、距舯 m0.10265縱傾力矩 tm-222.71676每厘米縱傾力矩 tm/cm3.04157縱傾值 cm-0.73238漂心距舯 m0.52459首吃水 m1.083010尾吃水 m1.478011橫穩心距基線 m3.656912重心距基線 m2.088013初穩性高= -m1.5689 3.5.3 空載出港序號項目符號及公式單位滿載出港1排水量 t77.122平均吃水0.673重心距舯 m-5.064浮心距舯 m3.8715縱傾力矩 tm-91.695686每厘米縱傾力矩 tm/cm1.3157縱傾值 cm-0.69738漂心距舯 m3.389首吃水 m0.502010尾吃水 m1.68

34、211橫穩心距基線 m3.76512重心距基線 m1.93213初穩性高= -m1.732 3.5.4 空載進港序號項目符號及公式單位滿載出港1排水量 t74.7622平均吃水0.683重心距舯 m-4.5284浮心距舯 m3.8865縱傾力矩 tm-47.9976每厘米縱傾力矩 tm/cm1.2847縱傾值 cm-0.373818漂心距舯 m3.429首吃水 m0.49810尾吃水 m1.67911橫穩心距基線 m3.65512重心距基線 m1.91113初穩性高= -m1.74414 3.6 各種核算狀態受風面積計算 3.6.1 滿載出港序號項目核算面積(m2)面心距基線(m)面積矩(m3

35、)1吃水以上船體81.353.27265.042上層建筑40.264.74189.603甲板設施41.421.8475.445滿實面積小計163.03530.086非滿實面積6.5864.8331.80487合計169.616561.8848 3.6.2 滿載進港序號項目核算面積(m2)面心距基線(m)面積矩(m3)1吃水以上船體83.273.19265.63132上層建筑40.264.74190.83243甲板設施41.421.8476.21285滿實面積小計164.77532.67656非滿實面積6.634.8231.96067合計171.40564.6371 3.6.3 空載出港序號項目

36、核算面積(m2)面心距基線(m)面積矩(m3)1吃水以上船體89.453.14280.8732上層建筑40.264.74190.83243甲板設施41.421.8476.21285滿實面積小計170.95547.91826非滿實面積6.8494.832.8757合計177.799580.7932 3.6.4 空載進港序號項目核算面積(m2)面心距基線(m)面積矩(m3)1吃水以上船體89.533.12279.33362上層建筑40.264.74190.83243甲板設施41.421.8476.21285滿實面積小計171.03546.37886非滿實面積6.8444.7932.78277合計177.874579.161515 3.7 自由液面修正計算 3.7.1 計算說明由于本船航行于內河航區，且為干貨船，除兩個水桶和一水柜外無其他液艙，下面只能簡述計算過程和進行一些模擬計算，以了解具體計算過程和原理 3.7.2 計算過程 （1）需要進行修正的液艙分類： 燃油艙、滑油艙、淡水艙、其它液艙；壓載水艙、縱傾平衡水艙；液貨艙。 （2）自由液面修正方法：（偏于安全的考慮） 修正計算的液艙，按50%液量，橫傾30度；計算M30。在030間線性插值，大于30度取M