4990dwt油船静水力性能及完整稳性计算(附件)
摘 要摘 要浮性及稳性是船舶平稳、安全航行的保障，是船舶最重要、最基本的性能之一，而作为船舶静力学的重要内容，静水力性能计算、干舷计算、稳性计算则是保障船舶这些性能最基础的手段。船舶设计时如果对船舶的浮性和稳性考虑不当，在实际运营中会出现各种各样的问题，影响船舶正常运营，甚至导致船舶倾覆，造成严重的损失。最近刚发生的在长江倾覆的豪华游轮东方之星就是一个惨痛的教训。2015年6月1日21时30分，东方之星轮在从南京驶往重庆途中突遇龙卷风，在长江中游湖北监利水域沉没。东方之星发生倾覆就是因为当时游轮在暴风雨中航行，风力太大，游轮吃水小，受风面积大，导致船舶横倾角超过极限静倾角并继续增大，其复原力臂最终小于0变成倾覆力臂，船舶稳性消失，使船在短短几分钟内倒扣在水面上，让船上人员来不及逃生，造成重大伤亡。本课题主要以4900DWT油船为主体，在船舶静水力性能、干舷和完整稳性方面进行详细计算。我利用两个最基础的软件Excel和CAD，运用梯形法通过Excel表格编辑公式进行计算，所得数据利用CAD进行制图得到静水力曲线图、载重线标志及水尺图、邦戎曲线图、静稳性曲线图等，又利用CAD中强大的功能辅助计算。最终我对计算出的数据进行整理和分析，计算出船舶满载出港、满载到港、压载出港、压载到港的稳性衡准数K均大于1，并符合《钢质海船入级与建造规范2006》要求。关键词：静水力性能；干舷；完整稳性；邦荣曲线目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 油船的发展和结构特点 2
1.3 计算船的基本情况 5
1.4 本课题主要研究内容 5
第二章 静水力性能计算 6
2.1 概述 6
2.2 基本原理 6
2.2.1 梯形法 6
2.2.2 端点坐标修正 6
2.3 静水力曲线图的绘制 8
2.3.1 静水力曲线 8
2.3.2 静水力曲线的计算 8
2.3 静水力性能计算书 21
2.4 静水力曲线图 21
第三章 干舷计算书 24
3.1 说明 24
3.2 船舶主要尺度 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
2.2.2 端点坐标修正 6
2.3 静水力曲线图的绘制 8
2.3.1 静水力曲线 8
2.3.2 静水力曲线的计算 8
2.3 静水力性能计算书 21
2.4 静水力曲线图 21
第三章 干舷计算书 24
3.1 说明 24
3.2 船舶主要尺度 24
3.3 最小夏季干舷计算 24
3.4 干舷勘定 26
3.5 船首最小高度 26
3.6 结论 27
第四章 邦戎曲线 28
4.1 概述 28
4.2 邦荣曲线的计算 28
4.3 邦戎曲线图 39
第五章 完整稳性计算 39
5.1 概述 39
5.1.1 稳性的基本概念 40
5.1.2 本船主要要素 40
5.2 初稳性 40
5.2.1 基本概念 40
5.2.2 初稳性计算 41
5.3 大倾角稳性 45
5.3.1 基本概念 46
5.3.2 计算表格 46
5.3.3 典型工况进水角曲线图 75
5.3.4静稳性曲线图 76
5.4 稳性衡准校核 78
5.5.1 满载出港 78
5.5.2 满载到港 79
5.5.3 压载出港 79
5.5.4 压载到港 79
5.5.5 完整稳性校核汇总 79
结 论 80
致 谢 81
参考文献 82
第一章 绪论
1.1 研究背景
油船是载运散装石油及成品油的液货船，，并符合《73/78防污公约》附则II所规定的任何化学品液货船。
早期的石油是用桶装由普通干货船运输的。1886年英国建造的“好运”号机帆船，将货舱分隔成若干长方格舱，可装石油2307吨，用泵和管道系统装卸，是第一艘具有现代油船特征的散装油船。到1914年，世界油船吨位已占世界商船总吨位3%。第一次世界大战以后，随着石油产量和运输量的迅速增长，油船向专业化、大型化发展，逐渐成为一种重要的专用运输船舶。
随着世界经济的发展,原油及成品油的需求量逐年递增。为了满足全球石油用量飞速的发展,油船数量也在不断增加,但是油船航行事故发生也在变多。在大海上航行,大风大浪的天气对油船的航行安全造成了重大影响。船舶航行于海上,不可避免的要经历风浪,如何在大风浪环境下选择正确的操作,保证船舶的航行安全就显得尤为重要。
稳性是确保油船平稳正常航行的主要性能。世界各国都已经制定了相应的法规作为船舶设计或航行中判断稳性的主要依据。但这些法规的制定在理论上是不完善的，有不少地方需进一步改进。主要在于船舶在恶劣海况下发生大幅度摇荡运动而导致的倾覆现象极为复杂，人们对其倾覆机理的认识有一定局限性，加上新船型的发展以及新的船舶事故发生，提出了很多新课题。因此关于稳性的研究一直是船舶力学研究的热点。ITTC(国际船模试验池会议)专门成立了稳性专家委员会，组织各国研究人员进行深入研究。国际稳性会议每4年举行一次，及时交流各国关于稳性研究的成果。国内有关的院校及一些科研机构也在不断研究，人们对船舶倾覆机理的认识不断加深，不少成果已在稳性规则的修改中应用。但总体而言，仍有很多未解决的难点，有待人们深化研究。
我的课题是4990DWT油船静水力性能及完整稳性计算，对油船的静水力性能及完整稳性进行校核，对于油船运输发展和建造运用及海洋环境保护，都有着密切的联系。
1.2 油船的发展和结构特点
自1886年3000t专用油船“好运”号机帆船投入运营，随着全球石油需求量的飞速提升，油船的吨位也在逐步增大。最开始出现的油船为单壳油船，如图1所示。这种船结构形式简单、重量小、建造快速方便，前期的油船基本采用这种形式。
图1.单壳船型
自1983年10月2日MARPOL 73／78公约生效以来，IMO海洋环境保护委员会(MEPC)一直在根据各成员国的公约执行情况，以及造船业和防污染等设备的生产技术方面的发展情况，再加上世界对环境保护的日益重视，对该公约进行了反复的讨论研究。Exxon Valdez油轮1989年时在美国阿拉斯加发生的事故，泄漏了约36000t原油。因为这起事故，对附近海域生态产生了灭绝性的冲击。据估测，有几千头海洋哺乳类动物和250000只鸟类死于这场意外，清理这片区域花费了22亿美元。该事故加快了对船舶防污染的研究开发，对油船船体结构进行进一步的改进即是研究成果之一。1992年3月，国际海事组织的海上环境保护委员会(MEPC)在第32次会议正式批准通过MAPOL 73／78—92修正案。修正案要求在1993年7月6日以后订购的载重量在600～5000t内的油船必须设置双层底结构，载重量5000t以上的油船需设置双层壳结构。现在已经在营运的单底结构油船，总吨位小于5000t的在2015年后必须改为双层底结构。而对于总吨位在5000t以上的油船，在2010年后必须改为双层壳结构。图2即为双层壳船型的典型结构形式。
图2.双层壳船型
MARPOL73／78—92修正案是油运船舶发展史上的划时代文件，此后油船的设计生产必须遵循该约定。为了满足新公约的要求，造船界对船体提出了双层壳以及等效结构例如U型、L型、边纵舱通至舭部组成边舱。如图2所示，内底板与纵舱壁相连接组
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 油船的发展和结构特点 2
1.3 计算船的基本情况 5
1.4 本课题主要研究内容 5
第二章 静水力性能计算 6
2.1 概述 6
2.2 基本原理 6
2.2.1 梯形法 6
2.2.2 端点坐标修正 6
2.3 静水力曲线图的绘制 8
2.3.1 静水力曲线 8
2.3.2 静水力曲线的计算 8
2.3 静水力性能计算书 21
2.4 静水力曲线图 21
第三章 干舷计算书 24
3.1 说明 24
3.2 船舶主要尺度 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
2.2.2 端点坐标修正 6
2.3 静水力曲线图的绘制 8
2.3.1 静水力曲线 8
2.3.2 静水力曲线的计算 8
2.3 静水力性能计算书 21
2.4 静水力曲线图 21
第三章 干舷计算书 24
3.1 说明 24
3.2 船舶主要尺度 24
3.3 最小夏季干舷计算 24
3.4 干舷勘定 26
3.5 船首最小高度 26
3.6 结论 27
第四章 邦戎曲线 28
4.1 概述 28
4.2 邦荣曲线的计算 28
4.3 邦戎曲线图 39
第五章 完整稳性计算 39
5.1 概述 39
5.1.1 稳性的基本概念 40
5.1.2 本船主要要素 40
5.2 初稳性 40
5.2.1 基本概念 40
5.2.2 初稳性计算 41
5.3 大倾角稳性 45
5.3.1 基本概念 46
5.3.2 计算表格 46
5.3.3 典型工况进水角曲线图 75
5.3.4静稳性曲线图 76
5.4 稳性衡准校核 78
5.5.1 满载出港 78
5.5.2 满载到港 79
5.5.3 压载出港 79
5.5.4 压载到港 79
5.5.5 完整稳性校核汇总 79
结 论 80
致 谢 81
参考文献 82
第一章 绪论
1.1 研究背景
油船是载运散装石油及成品油的液货船，，并符合《73/78防污公约》附则II所规定的任何化学品液货船。
早期的石油是用桶装由普通干货船运输的。1886年英国建造的“好运”号机帆船，将货舱分隔成若干长方格舱，可装石油2307吨，用泵和管道系统装卸，是第一艘具有现代油船特征的散装油船。到1914年，世界油船吨位已占世界商船总吨位3%。第一次世界大战以后，随着石油产量和运输量的迅速增长，油船向专业化、大型化发展，逐渐成为一种重要的专用运输船舶。
随着世界经济的发展,原油及成品油的需求量逐年递增。为了满足全球石油用量飞速的发展,油船数量也在不断增加,但是油船航行事故发生也在变多。在大海上航行,大风大浪的天气对油船的航行安全造成了重大影响。船舶航行于海上,不可避免的要经历风浪,如何在大风浪环境下选择正确的操作,保证船舶的航行安全就显得尤为重要。
稳性是确保油船平稳正常航行的主要性能。世界各国都已经制定了相应的法规作为船舶设计或航行中判断稳性的主要依据。但这些法规的制定在理论上是不完善的，有不少地方需进一步改进。主要在于船舶在恶劣海况下发生大幅度摇荡运动而导致的倾覆现象极为复杂，人们对其倾覆机理的认识有一定局限性，加上新船型的发展以及新的船舶事故发生，提出了很多新课题。因此关于稳性的研究一直是船舶力学研究的热点。ITTC(国际船模试验池会议)专门成立了稳性专家委员会，组织各国研究人员进行深入研究。国际稳性会议每4年举行一次，及时交流各国关于稳性研究的成果。国内有关的院校及一些科研机构也在不断研究，人们对船舶倾覆机理的认识不断加深，不少成果已在稳性规则的修改中应用。但总体而言，仍有很多未解决的难点，有待人们深化研究。
我的课题是4990DWT油船静水力性能及完整稳性计算，对油船的静水力性能及完整稳性进行校核，对于油船运输发展和建造运用及海洋环境保护，都有着密切的联系。
1.2 油船的发展和结构特点
自1886年3000t专用油船“好运”号机帆船投入运营，随着全球石油需求量的飞速提升，油船的吨位也在逐步增大。最开始出现的油船为单壳油船，如图1所示。这种船结构形式简单、重量小、建造快速方便，前期的油船基本采用这种形式。
图1.单壳船型
自1983年10月2日MARPOL 73／78公约生效以来，IMO海洋环境保护委员会(MEPC)一直在根据各成员国的公约执行情况，以及造船业和防污染等设备的生产技术方面的发展情况，再加上世界对环境保护的日益重视，对该公约进行了反复的讨论研究。Exxon Valdez油轮1989年时在美国阿拉斯加发生的事故，泄漏了约36000t原油。因为这起事故，对附近海域生态产生了灭绝性的冲击。据估测，有几千头海洋哺乳类动物和250000只鸟类死于这场意外，清理这片区域花费了22亿美元。该事故加快了对船舶防污染的研究开发，对油船船体结构进行进一步的改进即是研究成果之一。1992年3月，国际海事组织的海上环境保护委员会(MEPC)在第32次会议正式批准通过MAPOL 73／78—92修正案。修正案要求在1993年7月6日以后订购的载重量在600～5000t内的油船必须设置双层底结构，载重量5000t以上的油船需设置双层壳结构。现在已经在营运的单底结构油船，总吨位小于5000t的在2015年后必须改为双层底结构。而对于总吨位在5000t以上的油船，在2010年后必须改为双层壳结构。图2即为双层壳船型的典型结构形式。
图2.双层壳船型
MARPOL73／78—92修正案是油运船舶发展史上的划时代文件，此后油船的设计生产必须遵循该约定。为了满足新公约的要求，造船界对船体提出了双层壳以及等效结构例如U型、L型、边纵舱通至舭部组成边舱。如图2所示，内底板与纵舱壁相连接组
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