浙江海洋学院船舶静水力性能及稳性计算.docx
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浙江海洋学院船舶静水力性能及稳性计算
课程设计成果说明书
题目：
船舶静水力性能及稳性计算
学生：
学号：
学院：
船舶与建筑工程学院
班级：
指导教师：
海洋学院教务处
2012年12月25日
海洋学院课程设计成绩评定表
2012—2013学年第一学期
学院东科班级C10船舶2班专业船舶
学生（学号）
灵棋
101306226
课程设计名称
船舶静水力性能及稳性计算
题目
课程设计
指导教师评语
指导教师签名：
年月日
答辩评语及成绩
答辩小组教师签名：
年月日
《船舶静力学》课程设计指导书
一、设计目的
《船舶静力学》是船舶与海洋工程专业的一门重要专业课，在课程中学习船体几形体的表达法；学习船舶安全漂浮水面保持一定稳性和浮态的基本原理和计算法以及抗沉性能的研究。
根据教学大纲要求的重点容，本课程设计包括两面容★：
一是运用所学基本法和知识完成某一条船的静水力性能计算并绘制出静水力曲线图，使学生在了解和掌握基本原理的前提下实践计算流程；二是采用变排水量法计算并完成某一条船的静、动稳性曲线绘制。
通过该课程设计环节达到对课程重点容的消化和吸收，提高学生的工程技术素养，为后续课程学习和今后从事船舶设计、建造和开发等科研工作打下结实的理论基础。
注★：
第一部分容大部分学生完成，第二部分容指定学生完成。
1班10，2班12
二、容
1、静水力性能计算。
依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任务：
选取合适法计算并绘制浮性和稳性曲线包括：
（1）型排水体积曲线
（2）排水量曲线
（3）浮心纵向坐标xB曲线
（4）浮心垂向坐标zB（或KB）曲线
（5）水线面面积Aw曲线
（6）漂心纵向坐标xF曲线
（7）每厘米吃水吨数TPC曲线
（8）横稳心半径BM曲线
（9）纵稳心半径BML曲线
（10）每厘米纵倾力矩MTC曲线
（11）水线面系数CwP曲线
（12）中横剖面系数CM曲线
（13）形系数CB曲线
（14）棱形系数CP曲线
2、依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任务：
采用变排水量计算法计算并绘制设计排水量时对应的静、动稳性曲线，计算后得出稳性衡准数K值。
三、要求
1．静水力性能采用excel电子表格计算，静水力曲线图用AUTOCAD在计算机上完成。
2．采用电子表格进行变排水量法计算，乞氏剖面及水线、横截曲线、稳性曲线均用AUTOCAD在计算机上完成。
3．设计结果要求输出打印，按规定格式，以A4幅面整理成设计说明书。
容包括船型和14条静水力曲线数据的直接计算表格及所绘制静水力曲线图；横截曲线、稳性曲线的直接计算表格及所绘制曲线；设计后的总结与感想等。
文本书写工整划一，言语规，绘图标准。
4．所有设计相关计算表格及数据、曲线汇总于课程设计电子稿版本中与设计说明书一并提交。
四、时间
１（2012-12-17到2012-12-21）,各班班长于21日下午17:
00前收齐上交。
五、型船资料
设计船型线图、总布置图等
六、其他
如发现设计数据、图纸存在雷同，设计作废并重新就其他船舶完成相关设计，课程设计成绩计算基准减半。
以下为成果说明书基本格式，正文字体：
宋体，字号：
小四，行间距：
18磅。
容见推荐目录。
摘要静水力图全面表达了船舶在静止正浮状态下浮性和稳性要素随吃水而变化的规律。
静、动稳性曲线是为了反映船舶在大倾角的状态下受到的力矩，以及倾斜力矩所做的功。
这两图反映了船舶的性能以及安全性，是非常重要的两图。
关键词：
静水力图、曲线
目录：
（参考）
一、封面………………………………………………………………………………………………1
二、海洋学院课程设计成绩评定表………………………………………………………………2
三、任务书………………………………………………………………………………………………3
四、摘要………………………………………………………………………………………………5
五、目录……………………………………………………………………………………………6
六、正文
（一）静水力计算
1、船型、主尺度及计算法…………………………………………………………………7
2、计算列表汇总………………………………………………………………………………7
3、曲线绘制……………………………………………………………………………………8
（二）稳性校核
1、船型、主尺度及计算法…………………………………………………………………9
2、剖面定位及计算列表汇总…………………………………………………………………………9
3、稳性横截曲线………………………………………………………………………………………10
4、静稳性曲线…………………………………………………………………………………………10
5、动稳性曲线………………………………………………………………………………………………11
（三）设计总结分析……………………………………………………………………………………12
（四）参考文献………………………………………………………………………………………………13
绘制静水力曲线的船，其垂线间长为92.3m，船体型宽为15.8m，型深7.4米，设计吃水5.9m，排水量7089.92t，形系数0.796。
首先，通过读取船的型值表，得到500WL，1000WL，1500WL，2000WL，3000WL，4000WL，5000WL，6000WL，7000WL。
这些水线在各站线上的型值，将它们填入excel表格，通过梯形法计算出各水线面的面积Aw，并注意进行端点修正。
在表格中，通过公式，我们可以得到水线面面积对船中的静矩，通过各水线面对中站的静矩除以水线面面积便得到各水线面的漂心Xf。
通过静矩的值，可以得到船体水线面对通过船中的横轴的纵向惯性矩，减去Xf²×Aw的积便得到水线面对于通过漂心的横向轴的纵向惯性矩IL。
通过半宽，求横向惯性矩It。
然后，由于知道各水线面面积以及各水线之间的间距，通过表格中相邻水线面面积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各水线面下的排水体积，并求得排水量。
在知道漂心位置Xf和水线面面积Aw后，我们通过各水线的Xf与Aw的乘积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各各水线面下的排水体积的浮心纵向坐标Xb。
而浮心的垂向坐标Zb我们可以通过各水线面对基平面的静矩值利用与计算浮心纵坐标相同的法求得。
在上面计算中，已得到IL和It和排水体积，我们便可以通过公式得到各水线面的纵、横惯性矩除以各水线下的排水体积得到横、纵稳心半径BM和BML。
最后利用水线面每厘米纵倾力矩MTC，水线面系数Cwp，每厘米吃水吨数TPC，形系数Cb，棱形系数Cp，中横剖面系数Cm的公式求得这些系数值。
有关公式：
序号
名称
公式
单位
表号
1
水线面面积
AW=2δL
Ⅱ
m2
表Ⅰ
2
漂心纵向坐标
XF=δL
V/
Ⅱ
m
表Ⅰ
3
排水体积
=δd/2（V）
m3
表Ⅱ
4
排水量
t
表Ⅱ
5
每厘米吃水吨数
TPC=AW
/100
t/cm
表Ⅱ
6
浮心纵向坐标
XB=δd（Ⅳ）/（2
）
m
表Ⅲ
7
浮心垂向坐标
ZB=KB=di-δd（Ⅳ）/（2
）
m
表Ⅳ
8
水线面面积横向惯性矩
IT=2/3δL
Ⅶ
m4
表Ⅰ
9
水线面面积纵向惯性矩
IL=2（δL）3
Ⅵ-AWxF2
m4
表Ⅰ
10
横稳心半径
BM=IT/
m
表Ⅴ
11
纵稳心半径
BML=IL/
m
表Ⅴ
12
每厘米纵倾力矩
MTC=
BML/（100L）
t·m
表Ⅵ
13
水线面面积系数
CWP=AW/（LB）
表Ⅰ
14
船中横剖面面积系数
CM=AM/（Bd）
表Ⅶ
15
形系数
CB=
/（LBd）
表Ⅱ
16
菱形系数
CP=CB/CM
表Ⅶ
水线号0
d=5.900m
δL=4.615m
2/3δL=3.077m
2（δL）3=196.5826m3
横剖面站号
水线半宽（m）
面矩乘数
惯矩乘数
面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）
惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）
水线半宽立（m3）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
0
-0.1
-10
100
1
-10
-0.001
1
0.204
-9
81
-1.836
16.524
0.008
2
0.546
-8
64
-4.368
34.944
0.163
3
1.369
-7
49
-9.583
67.
2.566
4
3.3
-6
36
-19.8
118.8
35.937
5
5.575
-5
25
-27.875
.375
.274
6
6.656
-4
16
-26.624
106.496
294.876
7
6.74
-3
9
-20.22
60.66
306.182
8
6.74
-2
4
-13.48
26.96
306.182
9
6.74
-1
1
-6.74
6.74
306.182
10
6.74
0
0
0
0
306.182
11
6.74
1
1
6.74
6.74
306.182
12
6.74
2
4
13.48
26.96
306.182
13
6.74
3
9
20.22
60.66
306.182
14
6.74
4
16
26.96
107.84
306.182
15
6.74
5
25
33.7
168.5
306.182
16
6.255
6
36
37.53
225.18
244.727
17
4.818
7
49
33.726
236.082
111.841
18
2.701
8
64
21.608
172.864
19.705
19
0.55
9
81
4.95
44.55
0.166
20
-0.415
10
100
-4.15
-41.5
-0.
总和Σ’
92.119
0
770.000
64.238
1575.456
3638.830
修正值ε
-0.258
修正后Σ
92.377
计算公式
Aw=2δLΣⅡ（㎡）
计算结果
852.635
0.585
3.209
300925.758
11196.679
表ⅠAw,xF,IT,IL,CWP计算表
水线号500
d=5.900m
δL=4.615m
2/3δL=3.077m
2（δL）3=196.5826m3
横剖面站号
水线半宽（m）
面矩乘数
惯矩乘数
面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）
惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）
水线半宽立（m3）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
0
-0.212
-10
100
2.120
-21.200
-0.
1
0.468
-9
81
-4.212
37.908
0.103
2
1.46
-8
64
-11.680
93.440
3.112
3
3.171
-7
49
-22.197
155.379
31.885
4
5.305
-6
36
-31.830
190.980
149.299
5
6.818
-5
25
-34.090
.450
316.936
6
7.426
-4
16
-29.704
118.816
409.510
7
7.426
-3
9
-22.278
66.834
409.510
8
7.426
-2
4
-14.852
29.704
409.510
9
7.426
-1
1
-7.426
7.426
409.510
10
7.426
0
0
0.000
0.000
409.510
11
7.426
1
1
7.426
7.426
409.510
12
7.426
2
4
14.852
29.704
409.510
13
7.426
3
9
22.278
66.834
409.510
14
7.426
4
16
29.704
118.816
409.510
15
7.426
5
25
37.130
.650
409.510
16
7.
6
36
42.126
252.756
346.096
17
5.816
7
49
40.712
284.984
196.731
18
3.928
8
64
31.424
251.392
60.606
19
1.877
9
81
16.893
.
6.613
20
0.200
10
100
2.000
20.000
0.008
总和Σˊ
110.112
0
770
68.396
2219.336
5206.482
修正值ε
-0.006
修正后Σ
110.118
计算公式
计算结果
1016.389
0.697
2.866
427931.654
16020.345
表ⅠAw,xF,IT,IL,CWP计算表
水线号1000
d=5.900m
δL=4.615m
2/3δL=3.077m
2（δL）3=196.5826m3
横剖面站号
水线半宽（m）
面矩乘数
惯矩乘数
面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）
惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）
水线半宽立（m3）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
0
-0.287
-10
100
2.870
-28.700
-0.
1
1.
-9
81
-9.261
83.349
1.090
2
2.976
-8
64
-23.808
190.464
26.357
3
5.168
-7
49
-36.176
253.232
.
4
6.948
-6
36
-41.688
250.128
335.413
5
7.731
-5
25
-38.655
193.275
462.069
6
7.900
-4
16
-31.600
126.400
493.039
7
7.900
-3
9
-23.700
71.100
493.039
8
7.900
-2
4
-15.800
31.600
493.039
9
7.900
-1
1
-7.900
7.900
493.039
10
7.900
0
0
0.000
0.000
493.039
11
7.900
1
1
7.900
7.900
493.039
12
7.900
2
4
15.800
31.600
493.039
13
7.900
3
9
23.700
71.100
493.039
14
7.900
4
16
31.600
126.400
493.039
15
7.900
5
25
39.500
197.500
493.039
16
7.741
6
36
46.446
278.676
463.865
17
6.820
7
49
47.740
334.
317.215
18
5.
8
64
40.712
325.696
131.795
19
2.900
9
81
26.100
234.900
24.389
20
0.695
10
100
6.950
69.500
0.336
总和Σˊ
125.81
0
770
60.730
2856.200
6830.921
修正值ε
0.204
修正后Σ
125.606
计算公式
计算结果
1159.343
0.795
2.231
555707.
21018.745
表ⅠAw,xF,IT,IL,CWP计算表
水线号1000
d=5.900m
δL=4.615m
2/3δL=3.077m
2（δL）3=196.5826m3
横剖面站号
水线半宽（m）
面矩乘数
惯矩乘数
面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）
惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）
水线半宽立（m3）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
0
-0.441
-10
100
4.410
-44.100
-0.086
1
1.
-9
81
-9.261
83.349
1.090
2
2.976
-8
64
-23.808
190.464
26.357
3
5.168
-7
49
-36.176
253.232
.
4
6.948
-6
36
-41.688
250.128
335.413
5
7.731
-5
25
-38.655
193.275
462.069
6
7.9
-4
16
-31.600
126.400
493.039
7
7.9
-3
9
-23.700
71.100
493.039
8
7.900
-2
4
-15.800
31.600
493.039
9
7.900
-1
1
-7.900
7.900
493.039
10
7.900
0
0
0.000
0.000
493.039
11
7.900
1
1
7.900
7.900
493.039
12
7.900
2
4
15.800
31.600
493.039
13
7.900
3
9
23.700
71.100
493.039
14
7.900
4
16
31.600
126.400
493.039
15
7.900
5
25
39.500
197.500
493.039
16
7.741
6
36
46.446
278.676
463.865
17
6.82
7
49
47.740
334.
317.215
18
5.
8
64
40.712
325.696
131.795
19
2.9
9
81
26.100
234.900
24.389
20
1.445
10
100
14.450
144.500
3.017
总和Σˊ
126.41
0
770
69.770
2915.8
6833.541
修正值ε
0.502
修正后Σ
125.904
计算公式
计算结果
1162.094
0.797
2.557
565595.030
21026.805
表ⅠAw,xF,IT,IL,CWP计算表
水线号1000
d=5.900m
δL=4.615m
2/3δL=3.077m
2（δL）3=196.5826m3
横剖面站号
水线半宽（m）
面矩乘数
惯矩乘数
面矩函数（Ⅱ）×（Ⅲ）
惯矩函数（Ⅱ）×（Ⅳ）
水线半宽立（m3）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
0
-0.543
-10
100
5.430
-54.300
-0.160
1
1.452
-9
81
-13.068
117.612
3.061
2
3.825
-8
64
-30.600
244.800
55.962
3
5.944
-7
49
-41.608
291.256
210.008
4
7.352
-6
36
-44.112
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5
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-5
25
-39.
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-4
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