摘 要

本文首先借助MATLAB软件编程对母型散货船数据进行分析处理，决策出本船主要要素，并在此基础上使用改造母型船横剖面面积曲线的方法设计出本船型线，然后在满足相关规范与法规的基础上设计出本船总布置情况、螺旋桨主要要素与主要构件尺寸，最后运用COMPASS软件建模对全船性能进行计算校核。

计算结果表明，本船各种性能满足相关规范、法规与设计任务书的要求。

本文的特色：（1）本文从根据型船资料确定船舶主要要素到主尺度舱容与性能初步校核均采用MATLAB软件编写程序，自动对写在EXCEL文件的型船数据进行处理、分析、决策，大大提高了船舶设计的效率以及计算精准性。

（2）总布置设计时在“以人为本”以及追踪最新《法规》的基础上，对母型船提供的总布置方案进行了优化，提高了船员生活的生活质量以及本船实际运营时的经济性。

（3）进行舵设计时没有盲目照抄母型船舵面积比，而是采用回转阻尼预报图在固定直线稳定性的条件上选取了改善回转性的舵面积比。

关键词：散货船；型线设计；总布置设计；MATLAB；COMPASS

Abstract

This paper first uses MATLAB to analyze and process the data of parent ship and design the principal particulars of the ship. The cross-section area curve of parent ship is used to be adapted to design the ship form.Then the general arrangement, the principal particulars of propeller and the structure are designed based on the latest regulation and rule.Finally the model of the ship is established in COMPASS to check the ship performances .

The calculation results indicate that the ship performances meet the demands of regulation,rule and design specification.

The features of this paper:(1)Using MATLAB to write code to analyze and process the data of parent ship and design the principal particulars of the ship automatically.

1. Based on  "people-oriented"  and the latest regulation and rule,the general arrangement of the ship makes some optimization to improve the life quality of crew and economy.
2. Using the chart for forecasting the rotation damping to design the ratio of rudder area to improve the turning quality rather than copy the principal particulars of the rudder of parent ship.

Key Words：bulk carrier；ship form design；general arrangement design；MATLAB;COMPASS

目 录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2国内外发展状况 1

1.3目的和意义 1

1.4研究概述 1

第二章 设计任务书分析 3

2.1船级、规范、规则 3

2.2船型特点及要求 3

2.3设计方法与思路 3

第三章 主要要素拟定 5

3.1排水量估算 6

3.2主要要素选取考虑因素 7

3.3主要要素初步估算 8

3.4主机选型 9

3.5空船重量估算 9

3.6重力与浮力的平衡 11

3.7性能初步校核 12

3.7.1稳性校核 12

3.7.2横摇周期估算 12

3.8舱容校核 12

3.8.1载重量估算 12

3.8.2货舱舱容校核 13

3.9本章小结 14

第四章 型线设计与静水力计算 16

4.1概述 16

4.2母型船横剖面面积曲线 18

4.3浮心纵向位置X_B选择 19

4.4平行中体的长度和位置 20

4.5首部线型 20

4.6尾部线型 21

4.7修改母型船横剖面面积曲线 22

4.7.1“1-C_p”法修改母型船横剖面面积曲线 22

4.7.2迁移法修改浮心纵向位置 23

4.8型线图设绘 24

4.9静水力计算 25

4.10本章小结 28

第五章 总布置设计 30

5.1概述 30

5.2总布置设计原则 30

5.3主船体船舱划分 30

5.3.1肋骨间距与双层底高度计算 30

5.3.2机舱长度与水密舱壁 31

5.3.3甲板与平台 31

5.3.4舱室划分 31

5.3.5总布置改进与创新 33

5.4舱容校核 34

5.4.1货舱舱容 34

5.4.2淡水舱舱容 35

5.4.3油舱舱容与压载舱舱容 35

5.5浮态核算 36

5.5.1各种装载情况的重量重心计算 36

5.5.2浮态计算 42

5.6锚泊和系泊设备布置 43

5.7本章小结 44

第六章 稳性计算 46

6.1稳性横截曲线计算 46

6.2进水角曲线计算 49

6.3各种装载情况下稳性校核计算 50

第七章 干舷计算 57

7.1基本参数计算 57

7.2基本干舷F₀ 57

7.3方形系数对干舷修正f₁ 57

7.4 干舷甲板凹槽对干舷修正值f₂ 57

7.5有效上层建筑和凸形甲板对干舷修正f₃ 57

7.6非标准舷弧对干舷修正f₄ 58

7.7夏季干舷校核 58

7.8热带干舷 58

7.9淡水干舷 58

第八章 吨位计算 60

8.1总吨位 60

8.2净吨位 60

第九章 螺旋桨图谱设计 61

9.1船体与螺旋桨相关系数确定 61

9.2已知条件汇总 61

9.3可以达到最大航速计算 62

9.4空泡校核 64

9.5强度校核 65

9.6螺距修正 67

9.7螺旋桨重量及惯性矩计算 67

9.8螺旋桨计算总结 68

9.9舵的主要要素 69

9.9.1舵面积A_R 69

9.9.2舵高h、舵宽b与展弦比 70

9.9.3平衡比e 70

9.9.4舵机 70

9.9.5螺旋桨与舵之间配合 71

9.10本章小结 71

第十章 结构设计 73

10.1外板 73

10.1.1船底板 73

10.1.2平板龙骨 74

10.1.3舭列板 74

10.1.4.舷侧外板 75

10.1.5舷顶列板 75

10.2甲板 76

10.2.1强力甲板 76

10.2.2甲板边板 76

10.2.3甲板负荷不超过 40kPa 的下甲板和平台甲板 76

10.3双层底 77

10.3.1中桁材 77

10.3.2旁桁材 77

10.3.3实肋板 78

10.3.4船底纵骨 78

10.3.5内底纵骨 78

10.3.6纵骨架式内底板 78

10.3.7舭肘板 79

10.4.底边舱 79

10.4.1底边舱斜板 79

10.4.2斜板纵骨 79

10.4.3船底纵骨与舭部纵骨 79

10.4.4横向支持构件 80

10.5舷侧骨架 80

10.5.1肋骨 80

10.5.2舷侧强骨架 81

10.6.甲板骨架 82

10.6.1计算压头 82

10.6.2甲板纵骨 82

10.7顶边舱 84

10.7.1斜板 84

10.7.2舱口垂向列板 84

10.7.3纵骨 84

第十一章 总结 85

参考文献 87

附录一 88

附录二 90

附录三 92

附录四 93