2、设计的基本内容和技术方案

2.1 初步分析

2.1.1 航运条件

湖南现有三大港口：长沙港，株洲港，湘潭港。

长沙港为中国历史悠久的内河港之一，位于湘江中下游，港口吞吐能力位居湖南内河之首。但其周边近距离的货源辐射基地物流量不大，大宗货源稳定性不够，全靠四面八方外围货物流向港口发运。

株洲港货源辐射有进口的矿山，浏阳，醴陵大量出口的烟花鞭炮，农副产品等大宗货源。但每年有5个多月的枯水期，严重制约其发展，大多货物只能通过下游的长沙港发运

湘潭港顺湘江与长沙霞凝新港只有50多公里，湘潭是湖南的重工业基地，有湘潭钢铁厂、涟源钢铁厂等大型钢铁厂，对水运依赖性大。但和株洲港相同，枯水期货物仍要通过长沙港发运。

上海外高桥港区是上海国际航运中心的重要组成部分有着先进的装卸工艺。外高桥港区设计船型组有110-260TEU（2501-4500载重吨，106m*17.1m*58m）集装箱船型。

因此此船设计航线为货物充足，市场需求大的长沙港至上海港外高桥港区。

2.1.2 航区及用途

本船主要航行于湖南湘江至长江中下游各港，以装运集装箱为主；

航线：长沙至上海，途经主要港口包括岳阳、武汉、安庆、南京、无锡等；

涉及航区有：A 级航区、B 级航区；

涉及急流航段有：J1 航段、J2 航段；

2.1.3 规范及规则

本船按“ccs”有关规范入级、设计和建造，涉及规范规则主要有：

l 中华人民共和国海事局《内河船舶法定检验技术规则》（2011）及《修改通报》（2015）；

l 中国船级社《钢质内河船舶建造规范》2014 综合文本；

l 中国船级社《内河绿色船舶规范》（2013）；

l 中国船级社《内河船舶能效设计指数（EEDI）评估指南》（2012）；

l 中国船级社《气体燃料动力船检验指南》（2011）；

l 中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》（2013）；

l 中国船级社《特定航线江海通航船舶检验指南》（2008）；

l 中华人民共和国船舶最低安全配员规则》（2004）。

l 《船舶设计实用手册》、《船舶科技简明手册》、《金属船体制图标准》等

2.1.4 船型、性能及总布置

1）船型与载箱量

本船为钢质、单甲板、LNG 燃料驱动的绿色集装箱船。按照 LNG 船有关规范进行设 计。本船载箱量为 120TEU。

2）航速

本船在静深水中、风力不超过蒲氏 3 级时的满载试航速度不低于 18km/h,续航力不小于 1500 km。

3）船员编制及配置

船员人数参考《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》，取 14 人；室内设施按舱室设备规范配置。

4）燃料及动力系统

采用 LNG 双燃料发动机；动力系统及设备根据设计要求选定。

5）设备

锚、系泊、舵、起货、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。

2.2毕业设计基本内容

2.2.1进行毕业设计相关资料检索及分析、毕业设计调查、毕业设计任务分析等工作，在毕业设计开始后三周内完成开题报告。

2.2.2根据设计任务书，通过技术经济论证分析，优选船舶主要要素（含EEDI计算）。

2.2.3型线设计及静水力计算：

1）按型船改造，图谱或自行设计等方法,进行型线设计,绘制型线图,并提交相应图纸（手工图）；建议采用三维建模技术（选做）

2）进行静水力计算，绘制静水力曲线图及邦金曲线或提交计算数据。

2.2.4总布置设计，完成1-2个液体舱的舱容要素计算、纵倾调整，完成设计船总布置图纸。

2.2.5性能校核

1）稳性计算：按法规要求进行各种状态的完整稳性计算。

2）快速性计算：功率，螺旋桨计算书及预报航速。

3) 最小干舷和吨位计算。

2.2.6其他设备

1）完成舾装数计算；锚、系泊、舵、起货、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置；确定舵的尺度要素。

2）储气罐、汽化器等选型（若有）。

2.2.7撰写文献综述报告；编写设计报告，字数要求不低于1万字；所涉及参考文献不低于15篇，其中近5年外文文献不少于3篇。报告格式应符合“武汉理工大学毕业设计（论文）撰写规范”（2013修订版）的要求。

2.2.8设计图纸“折合不少于5张2#图纸设绘工作量。

2.2.9外文阅读与翻译

1）阅读有关文献（至少3篇）

2）翻译与设计任务有关的文章，其中英译汉字符达2-3万。

2.3技术方案

2.3.1 查阅湖南省主要航道现状表，知湘江每年大约有5个月的枯水期，期间城陵矶至长沙湘江一桥航道水深仅2米，为保证该设计船有良好的经济性能，拟采用变吃水设计。具体吃水的确定将会是主尺度优化中的一个重点和难点。

2.3.2 对于主尺度的优化，拟采用C 编程求得一系列主尺度，在程序中设置若干目标函数以综合考虑经济性、EEDI等进行优化选型。

2.3.3 此船为大开口船，货舱采用双壳体结构，双壳体上部需设平台，形成箱形抗扭结构。

2.3.4 若次船设为尾驾驶，由于航道上的若干桥梁限制了驾驶舱的最大高度，而且集装箱堆放高度较高，严重影响驾驶舱内视线。故拟将驾驶舱设在首部。为节省甲板面积，可适当缩小上层建筑长度。

2.3.5 因集装箱船重心很高，若经稳性校核不满足稳性要求，满载时亦可加压载水。

2.3.6 因本船是运输船舶，故经济性是其应考虑的一大问题，经济性应为后续工作的一个重点和难点。

2.3.7 近年来国内外对绿色船舶越来越重视，为积极响应国家节能减排政策的号召，并考虑到纯柴油发动机能耗高，污染大，效率低的特点，本船拟采用LNG/柴油双燃料发动机，并应满足《气体燃料动力船检验指南》、《内河绿色船舶规范》以及二氧化碳排放指标及燃料消耗指标等指标体系，还应满足EEDI的要求，这将会是一个设计难点。

2.3.8 经查阅资料，获得了一些正投入营运的母型船型线，这些母型船经过了实践的证明，是性能优良的船舶。故该设计船的型线设计将采用母型改造法，并借助计算机来进行型线图的设绘。型线设计先从确定横剖面面积曲线入手，横剖面面积曲线特征数，如棱形系数Cp、浮心纵向位置Xb、平行中体长Lp、进流段长Le和去流段长Lr、最大横剖面面积以及曲线形状等。然后确定排水体积沿垂向分布的特征。设计吃水以下的几何形状由水线和横剖线控制，水上部分由甲板线和横剖线控制。型线设计中应严格遵循光顺性原则。具体方法可参考《内河船舶设计手册》进行。

2.3.9 通过Rhinoceros等三维建模软件建立船舶型线之后，将型线图导入Fluent等软件即可快速计算出船舶静水力，从而绘制静水力曲线图和邦金曲线等。

2.3.10总布置设计中应完成船舶主体的区划和上层建筑的设置、船舶浮态的调整、船舶舱室和设备的布置，各部位的通道和出入梯口的规划。这部分设计采用计算机绘图将会大大节约设计时间，并方便光顺与修改。

2.3.11舵的几何要素及形状的正确选择，是船舶具有优良操纵性的保证。在舵面积的选择上采用不同类型船经验系数决定舵面积的范围的方法，将舵的面积确定下来。展弦比对舵的水动力性能有很大的影响，由于船尾形状的限制，要按实际情况进行选取。舵的剖面形状采用流线型并采用美国NACA型舵。