200TEU長江集裝箱船設計設計任務書本船為鋼質、單甲板、雙機、雙槳、柴油機驅動的集裝箱船；主要航行于川江及三峽庫區和長江中下游航線。載箱量為重箱可載200TEU，按”ccs關標準入級、設計和建筑。滿載試航速度不低于20km/h,續航力不小于3000km。第一局部設計思路及相關資料預備主要內容：集裝箱船設計思路航區、航線概況介紹集裝箱尺度與箱重船用主機資料標準船型主尺度系列母型船參數集裝箱船設計思路總體依據現有的集裝箱船標準船型主尺度系列來打算主尺度。同載箱方式進展比選，最終確定相應箱位數較佳的標準船型尺度系列。航區、航線概況介紹川江與三峽庫區介紹2.9×60×750〔水深×航寬×彎曲半徑。三峽庫區蓄水至1393.5×100×1000280×34×5〔長×寬×門檻水深5000萬噸。長江中下游航線介紹12023252023－50002－4南京至安慶水深到達6米，可通航5000－1萬噸級海輪或由2023噸級駁2－4455000運船隊，利用自然水深可通航3000噸級海輪；集裝箱尺度與箱重1CC標準箱具體尺寸20ft8.0ft8.5ft〔長寬高，××。12/TEU。船用主機資料美國康明斯主機資料標準船型主尺度系列〔20233〕1川江及三峽庫區集裝箱船標準船型主尺度系列〔2023年〕船型分級〔載箱量〕

總長LOAm

船寬參考設計載箱量參考設計載箱量參考主機功率備注TEUkW2Bmm5062~6410.82.0~2.445~55(200-230)×26067~7012.82.0~2.660~70(300~350)×210072~7512.82.6~3.090~110(330-350)×215085~9013.62.8~3.2120~157(330-440)×2200-I85~9014.82.8~3.2135~170(420-470)×2200-II85~9016.23.0~3.5150~200(470-500)×2250-I92~9816.23.5~4.0220~240(550-600)×2250-II105~11016.23.5~4.0240~260(600-660)×2300105~11017.23.5~4.0260~310(630-660)×2350105~11019.24.1~4.3320~360(700-730)×2在參考主機功率下,對應船舶設計吃水的設計航速:≥20在參考主機功率下,對應船舶設計吃水的設計航速:≥20km/h13噸/TEU的相應要求。假設裝載特種箱、非標箱時，其有關要求應予特別考慮。本系列船型承受平板型護舷材，船舶應滿足規定的總長、船寬要求。母型船參數主要技術指標為：總長： 90 m 設計水線長：88 m垂線間長：85.8m型寬：16.2m構造吃水：3.4m設計吃水：2.8m型深： 5.2m方型系數：0.793主機功率:477kw*2 設計航速: 20km/h其次局部主要要素確實定主要內容：集裝箱的布置按初步估算主尺度集裝箱布置地位的校核和主尺度調整估算空船重量和載重量依據重力與浮力平衡確定吃水和方形系數3主要性能的校核主尺度的最終確定集裝箱的布置200TEU6-104列布置。依據《內河船建筑2023×32×4×34布置圖如下圖1 整體示意圖2甲板示意圖初步估算主尺度船長依據閱歷公式：Lpp470.16Nc0.725Nc21040.135Nc3107代入方程得Lpp=76.2m船寬依據閱歷公式：Bbrr1Cc D D C其中：集裝箱寬度bc=2.438m，甲板上集裝箱列數rd=5，集裝箱列之間的間隙Cc=0.038m，代入方程得B12.3m，B=13m吃水B/d2.5～3.5初取d=3.7m型深4初取D=5.2m方形系數依據亞歷山大公式：C C1.68FB n，Fn=0.19，代入公式初取Cb=0.76集裝箱布置地位的校核和主尺度調整船長依據布置要求，垂線間長Lpp為：Lpp=Lc+La+Lf+LmLm10m，11.5m)=61.3m,64m列方程，解得Lpp=84.8m.Lwl86.9m，Loa89m船寬3)BB=Yo〔w+a〕+c(Yo-1)+2b+2d其中：Yo〔列數〕=4；w(箱寬)=8英尺=2.438m；a〔箱與導軌之間的間隙〕=0.025m；c〔導軌之間的間隙〕=0.2m；b(導軌與縱隔壁的間距)=0.125m；d〔艙口圍板到舷側的距離〕=2.44m. 代入數據得B=15.58m依據川江及三峽庫區集裝箱船標準船型主尺度系列，B=16.2m.型深打算型深的主要因素是艙內集裝箱層數，依據布置要求，型深D為：D=hd+t+hn+f-hc-c其中：hd〔雙層底高〕=B/16=1.01m；t〔墊板厚度〕=0.05m；hn〔艙內箱高〕=2*2.591m；f〔集裝箱頂與艙口蓋下緣的間隙〕=0.15m；hc〔艙口圍板高〕=0.8m；c〔梁拱高〕=B/50=0.324m；計算得 D=5.3m.5估算空船重量和載重量估算空船重量依據閱歷公式：LW0.5942(LBD)0.8667LW=1322.18t依據米勒空船重量的分項估算公式、D船體鋼料重量:LBD0.9

C

L 1.8W1111000 0.675

B0.9390.00585 h

2

D 代入數值得，Wk=1202.81舾裝重量：W 33.0(

L pp

)0.0884(

L pp

)2106f 1000 1000代入數值得：Wf=129.58t機電設備重量: W K 213( )0.5m 735.5K=1.15BHP〔主機功率〕=477kw代入數值得：Wm=197.26t10%左右空船重量Lw=〔Wh+Wf+Wm〕*90%=1376.69t空船重量確實定取以上兩個估算值的平均數Lw=〔1322.18+1376.69〕/2=1349.44t計算載重量載貨量W N Wc T 0其中：Nt〔集裝箱總數〕=200，Wo〔平均箱重〕=12t則有Wc=2400t人員及行李、食品、淡水重量1465kg；50kg/人；食品消耗3.5kg ；淡水消耗75kg 。d·人 d·人取船航速20km/h，續航力3000km. 則這局部重量：W1=14×〔65+50〕+14×〔3000/20/24〕×〔3.5+75〕=8.48t燃油、滑油及爐水重量6WF

g Ptk103o 1WL

WF

ε0.05這局部重量為：W2=WF+WL=1.15*0.202*477*2*3000/20*1.1*(1+0.05)/1000=38.39t備品、供給品重量εW3= LW

ε0.5%W3=0.005×1349.44=6.75t載重量的合計DW=Wc+W1+W2+W3=2400+8.48+38.39+6.75=2453.62t排水量裕度W4%LW53.98t4.2WLWDWW3857.04t依據重力與浮力平衡確定吃水和方形系數2.5Cb=0.76依據 WL BdC 得d=3.69mpp bm故相應 Cb=0.80主要性能的校核主尺度標準要求由上述所定尺度校核：Lpp/D=84.8/5.3=16 B/D=16.2/5.3=3.06 均滿足標準要求快速性估算海軍系數法由海軍系數法預估設計船到達預定航速(20km/h)所需主機功率723V3 O

23V3OP PO23V32PP V =477kwOO O快速性與母型船相當,滿足快速性要求。統計回歸公式V=2.42L

B-0.22589d-0.06644C-0.41631(p/0.736)0.205N-0.01033pp計算得：V=20.1km/h滿足快速性要求初穩性估算初穩性公式如下：GM KBBM KG

Bd1

B2Dd 3系數1,2,3均可由母型船資料換算所得.按型船資料，計算應滿足以下標準要求：〔內河〕初穩性高度應不小于0.3m集裝箱船應核算以下根本裝載狀況的穩性：半處。橫搖周期估算我國法規的完整穩性規章(非國際航行船舶)中，橫搖周期按以下估算：主尺度的最終確定

T 0.58fBB24KG2GM0由以上計算和校驗可的最終主尺度如下：總長： 89 m 設計水線長：86.9m垂線間長：84.8m 型寬： 16.2m設計吃水：3.5m 型深： 5.3m方型系數：0.80 設計航速: 20km/h主機功率:477kw*2第三局部型線設計主要內容：橫剖面面積曲線的繪制8繪制橫剖線圖繪制中橫剖面曲線及梁拱、平板龍骨繪制首尾輪廓線和甲板邊線繪制設計水線以上線型繪制水線圖和縱剖線圖橫剖面面積曲線的繪制CpFr=0.19<0.2,為低速船。由于設計船方形系數CB=0.8CPCPCm當前的大型運輸船舶的Cm0.985-0.995Cm查《設計手冊》P202CmCbCb0.80，Cm0.984；查《船舶設計原理》P143查圖得CP=0.80 初取CP=0.813 CM=0.984Xb心縱向坐標反映排水量在前后體的分布狀況，Xb對剩余阻力影響較大，Fr興波阻力在低俗時占總阻力的比例很小，故Cb大的低速船，Xb多在舯前，但也應考慮Xb對推動性能的影響查《船舶設計原理》P144，得浮心的最正確位0.8%-3.2%Lpp〔Fn〕的單槳船最正確浮心位置約后1%Lpp橫剖面面積曲線參數的選定平行中體的長度和位置查《船舶設計原理》P145，查圖得LP/Lpp=0.26～0.41，LP/Lpp=0.26～0.34X/Lwl=0.42～0.48，X/Lpp=0.43～0.49適宜進流段長度(LE )6.3F L NPP最短的去流段長度

0.145(C

0.7)2 =0.30PLRLC BdML( )4LRLC BdMLPP

=0.36最大橫剖面位置Fr<0.3，最大剖面位置位于船中位置。橫剖面面積曲線的改造生成9Cp，過程如下：承受梯形法，對母型船面積曲線近似積分，得母型船 C 0.808,C 0.795PF PA承受閱歷公式，估算設計船

C 0.973 CPF C 1.027 CPA P

(XB(XB

089)/43 得0.89)/43PF C =0.826,C PF x 1xPF修改量 1CPF

CPF

(前半體)改造后的設計船橫剖面面積曲線如以下圖：橫剖面面積曲線改造修改后，母型船和設計船參數比較：參數CpCmXb/LppLp/LppX/Lpp母型船0.8050.9840.253%0.300.50設計船0.8130.9841.25%0.340.48其中，Cp：棱形系數，Cm：中橫剖面系數，10Xb/Lpp：浮心縱向位置，Lp/Lpp：平行中體長度，繪制橫剖線圖距離xxyB/Bo型寬改造的比例值圖。橫剖線的改造繪制過程：繪制中橫剖面曲線及梁拱、平板龍骨對CM較大的船，取消舭深高可增大舭部半徑〔太小的話易產生舭渦〕且可簡化施工工藝；0 12Bd(1C )R M

=1.45m；如以下圖： ) 4 11梁拱C(2%2.5%)×B；B/50,0.324m;平板龍骨不小于0.75m，這里取 1.62m;繪制首尾輪廓線和甲板邊線首尾輪廓線適當修改。修改后首尾輪廓線如以下圖：甲板邊線舷弧的選擇舷弧是指首尾垂線處甲板邊線高度減去型深后的值，分為首尾舷弧12〔SFSA甲板上浪，所以小型船舶首舷弧取得一般比較大，標準舷弧規定：

S 50(L/310) =1913mmF

S 25(L/310)A

=957 mm；此外法規對最小船首高度有h 以下要求：f當L<250mh

56L(1 L )

1.36

=3623.668mm，

fmin

500 CB

0.680.07L最小干舷計算依據相應標準計算最小干舷，計算如下表舷弧和最小干舷的校核實際干弦F=D-d=5.3-3.5=1.8>Fmin=1.38，說明干舷滿足要求；船首高度hf=F+首樓高度=5.3-3.5+3.4=5.2>3.7,滿足上述對hfmin的要求；13繪制設計水線以上線型總布置對甲板邊線寬度的要求。同時留意橫剖線上部的外飄程度。繪制水線圖和縱剖線圖剖面圖，最終進展三向光順。14第四局部 三維建模主要內容：依據型值建三維模型三維光順與成型靜水力計算依據型值建三維模型提取橫剖線圖中的各站點以及船中縱剖面選取的各散點制成 txt文件導入Freeship可得三維的船體模型初始導入： 縱剖面圖橫剖面圖：透視圖：三維光順與成型依據Freeship中的光順檢測功能，調整各個局部的光順性，并適當添加掌握15置，具體調整后如同：整體首部尾部3設計船長 :89.000[m]總長 :88.890[m]設計船寬 :16.200[m]總寬 :16.317[m]設計吃水 :3.500[m]中橫剖面位置 :44.500[m]水密度 :1.000[t/m3]16附體系數 : 1.0000體積屬性:排水體積 :3868.2[m3]排水量 :3868.2[tonnes]水下局部總長 :88.890[m]水下局部總寬 :16.317[m]方形系數 :0.7634菱形系數 :0.7999垂向菱形系數 :0.8673浸濕外表面積 :1733.1[m2]浮心縱向位置 :42.834[m]浮心縱向位置 :-2.061[%]浮心垂向位置 :中橫剖面屬性:1.863[m]中橫剖面面積 :54.575[m2]中橫剖面系數 :0.9556水線面屬性:水線長 :87.348[m]水線寬 :16.204[m]水線面面積 :1276.6[m2]水線面系數 :0.8802水線面浮力中心 :39.211[m]進水角 :-77.451[degr.]橫慣性矩 :25433[m4]縱向慣性矩 :初穩性:685587[m4]橫穩心高 : 8.500[m]穩心縱向高度 : 180.54[m]側面:側面積 : 270.30[m2]風壓縱向作用點 : 46.002[m]風壓中心垂向位置 : 1.835[m]以以下圖層屬性由船體兩側計算而得！:| 圖層 |面積 |厚度 |重量 | COGX |COGZ || |[m2] | |[tonnes]|[m] |[m][m] ||-------------------------|--------|-----------|----------|---------|---------

COGY ||17|---------||船體列板1|37.800|0.000|0.000|-1.085|0.000||3.619|船體列板2|37.849|0.000|0.000|1.064|0.000||3.502|船體列板3|39.568|0.000|0.000|3.186|0.000||3.213|船體列板4|46.942|0.000|0.000|5.330|0.000||2.518|船體列板5|49.105|0.000|0.000|7.418|0.000||1.981|船體列板6|97.244|0.000|0.000|10.609|0.000||1.621|船體列板7|99.667|0.000|0.000|14.853|0.000||1.361|船體列板8|102.89|0.000|0.000|19.091|0.000||1.260|船體列板9|105.82|0.000|0.000|23.329|0.000||1.215|船體列板10|107.49|0.000|0.000|27.562|0.000||1.190|船體列板11|107.80|0.000|0.000|31.800|0.000||1.186|船體列板12|107.80|0.000|0.000|36.040|0.000||1.186|船體列板13|107.80|0.000|0.000|40.280|0.000||1.186|船體列板14|107.80|0.000|0.000|44.520|0.000|18|1.186|船體列板15|107.80|0.000|0.000|48.760|0.000||1.186|船體列板16|107.80|0.000|0.000|53.000|0.000||1.186|船體列板17|107.80|0.000|0.000|57.240|0.000||1.186|船體列板18|107.53|0.000|0.000|61.478|0.000||1.192|船體列板19|106.08|0.000|0.000|65.711