简论中小型无压载水散货船船型设计和

摘要：船舶压载水对于船舶的安全航行起着至关重要的作用,但是,压载水的处理不当和任意排放却会对生态系统和海洋环境带来灾难性的破坏,在没有一种处理策略能够彻底解决压载水带来的种种不足时,无压载水船舶设计理念孕育而生。目前国际上比较认可的三种无压载水船舶设计理念为：单一结构船身设计案例、v型船身设计案例、贯通流系统设计案例。本论文首次提出了将单一结构船身与v型船身这两种案例结合起来的策略,开发出满足无压载水要求的、可行的中小型无压载水散货船船型,一劳永逸的解决压载水带来的不足。本论文首先对无压载水船型设计策略进行探讨。以35000DWT散货船为母型船,以基于水线以下设计船同母型船横剖面面积曲线不变为原则,确定设计船宽度同内凹面积、舭部升高之间的函数联系式。在保证排水量基本不变的前提下,确定设计船船宽。然后在三维软件Freeship中建立设计船模型,通过反复修改和光顺,得到初步的设计船型线。由于设计船船型复杂,制约变量多,型线的光顺性很难制约。由此运用CFD进行数值模拟计算,通过船体周围流场的显示来改善船体外形,并优化本船型的阻力性能,以获得性能良好的无压载水船型。计算结果表明,改型后船体周围的流线与阻力性能都达到了预期的效果。接着对本设计船进行总布置设计与结构设计,在总布置设计历程中,考虑到空载时的浮态,将设计船的燃油舱位置移至舯前位置；结构设计时,考虑到实际利用效果,将内底板设置为平底形式,然后通过比较法估算出设计船空船重量和重心位置。为了验证本设计案例的可行性,最后对本设计船进行浮态计算与稳性校核,通过浮态计算可知,设计船在空载状态无需压载水,满载状态下也有与母型船相当的排水量,而且空载与满载状态下的稳性相对于母型船有了较大的提升。总之,本论文最终得到的探讨结果表明,将V型船身与单一结构船身设计结合起来的案例是完全可行的,为后续的探讨打下坚实的基础和提供参照。关键词：无压载水船型论文V型船身论文单一结构船身论文CFD数值模拟论文稳性校核论文

摘要4-5

Abstract5-9

第1章 绪论9-16

1.1 船舶压载水的作用及危害9-10

1.2 压载水的处理策略10-11

1.3 无压载水船舶设计理念及探讨近况11-14

1.4 本论文主要工作14-16

1.4.1 探讨作用及目的14

1.4.2 探讨内容14-15

1.4.3 探讨策略与技术路线15-16

第2章 无压载水散货船船型的建立16-26

2.1 设计思想及策略16-18

2.2 主尺度的确定18-19

2.3 船型的建立19-22

2.4 型线特点22-24

2.4.1 船艏线型特点22-23

2.4.2 船舯线型特点23-24

2.4.3 船艉线型特点24

2.5 本章小结24-26

第3章 设计船型线优化26-41

3.1 数值模拟策略介绍26-29

3.1.1 三维湍流数值模拟策略介绍26-28

3.1.2 数值模拟计算流程28-29

3.2 设计船的数值模拟计算29-40

3.2.1 GAMBIT建模29-31

3.2.2 数值计算策略31-32

3.2.3 计算结果浅析32-40

3.3 本章小结40-41

第4章 设计船总布置与结构设计41-56

4.1 总布置设计原则41-42

4.2 设计船总布置设计42-45

4.3 设计船结构设计45-54

4.3.1 干舷校核46-47

4.3.2 基本结构设计47-50

4.3.3 最小剖面模数校核50-53

4.3.4 空船重量重心的计算53-54

4.4 结构设计优化浅析54-55

4.5 本章小结55-56

第5章 设计船性能校核与浅析56-65

5.1 浮态计算及初稳性校核56-59

5.2 横摇周期计算59-60

5.3 大倾角稳性计算60-64

5.4 设计船性能浅析64

5.5 本章小结64-65

第6章 总结与展望65-68

6.1 主要工作和革新点65-66

6.2 工作展望66-68