文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
小水线面双体船方案设计及稳性研究
姓名:徐蓉
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:何炎平
20051201
上海交通大学硕士学位论文摘要
小水线面双体船方案设计及稳性研究
摘要
小水线面双体 Small Water-Plane-Area Twin Hull SWATH 船的设
想产生于 20 世纪初期 1905 年美国的船舶工程师 Nelson 运用两个
潜体的思想设计成第一艘小水线面双体船 1932 年 Faust 随后也提出
了小水线面双体船概念的初步设想经过不断完善形成了现在完整的
船型概念
小水线面双体船概念的提出为研究与解决日益复杂的航行海况要求
开拓了新思路这种船型兼容了潜艇水翼艇和双体船的许多优点又克
服了这些船相应的缺陷该船型以其适航性优良稳性良好甲板面积
大易于平行停靠码头等诸多优势日益引起国际造船界的浓厚兴趣
成为综合性能比较优秀的新船型
中国从事船舶技术开发的技术人员经过三个五年计划的技术攻关
已全面掌握了小水线面船技术取得了具有世界先进水平的科研成果
形成了一套完整的小水线面船工程技术系统论文就是在此背景下
依托上海交通大学海洋工程国家重点实验室的项目双体小水线
面水翼复合型高速船 HYSWATH 船型研究结合国内外小水线
面双体船的最新研究进展对一小水线面双体船的方案设计稳性
性能纵向运动稳定性和结构设计进行分析和研究
1 小水线面双体船的方案设计
根据总布置结构操作管理建造等各方面的要求结合国
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
内外研究开发成功的小水线面双体船船型特点提出了小水线面双
体船的方案并依次开展了主体尺度要素确定主体和支柱型线设
计及光顺主体尺度和布局要素确定总布置设计重量重心估算
等工作并考虑其营运过程中的具体特点进行了舱室划分为后
续的性能和结构研究提供一个明确的研究对象
本文利用船舶设计中通常采用的母型法并根据一些统计资料
总结出一套适用于小水线面双体船型的空船重量在初步设计中的估
算方法通过对国内外设计制造的多艘小水线面双体船的主体要素
及其线型总布置推进方式等各方面的特征进行统计分析确定
出该小水线面双体船的主体主尺度和船型参数以及相应的线型
2 小水线面双体船的稳性研究
本文在对小水线面双体船进行稳性研究时将其分成完整稳性
和破损稳性两部分各自予以讨论并进行详细分析稳性计算采用
HYDROMAX 软件进行分别分析在完整状态未破舱及一个舱
室破损进水后的稳性特点 S 国际海事
组织 IMO 美国海军的相关稳性要求进行全船完整状态下稳性的
校核
3 小水线面双体船的纵向运动稳定性研究
小水线面双体船的水线面积与相当排水量的常规单体船或双体
船相比是很小的其纵向静复原力矩也很小所以它对于引起垂荡
和纵倾的外干扰力的抵抗能力较弱纵向运动纵摇垂荡运动
一般是不稳定的因此当航速达到一定值之后就必须研究它在
II
上海交通大学硕士学位论文摘要
纵向平面内的运动简称为纵向运动的稳定性问题基于此论
文在小水线面双体船型的运动稳定性方面根据前人研究的结果
主要讨论了以下几个问题
1 静水中小水线面双体船型的纵向运动稳定性
a. 纵向运动稳定性特征方程及其求解
b. 纵向运动的三个特征参数
c. 对纵向运动稳定性进行了定量的计算
2 迎浪航行时小水线面双体船型的纵向运动稳定性
a. 纵向运动特性
b. 纵向运动消减的最优控制
4 小水线面双体船的结构初步设计和分析
本文最后一部分对小水线面双体船开展结构初步设计和分析首先
借鉴国外相关资料进行该船典型横剖面结构型式设计并按照中国船级
社的相关规范初定出结构型式和材料
对于小水线面双体船这种新高速船型结构初步设计应当充分借鉴
国内外相关船型的设计经验不妨先暂且按照规范选取构件尺寸再通
过详细有限元分析考察结构设计的合理性并提出改进优化意见但本文
并未对其展开有限元分析因此在后续工作中尚有很大空间可以研究
本文通过对一型小水线面双体船开展总体性能和结构分析方面的初
步研究总结出一些有意义的结论希望本文工作对将来深入研究开发
小水线面双体船船型具有一定的参考价值
III
上海交通大学硕士学位论文摘要
关键词小水线面双体 SWATH 高速船方案设计稳性稳定性
结构分析
IV
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
CONCEPTUAL DESIGN AND STABILITY RESEARCH
OF A SWATH VESSEL
ABSTRACT
The Small