PAGE7737500DWT散貨船總體結(jié)構(gòu)方案初步計(jì)算設(shè)計(jì)[摘要]船舶初步方案的設(shè)計(jì)是整個船舶設(shè)計(jì)的重中之重，初步方案對船舶性能以及后續(xù)關(guān)于船舶設(shè)計(jì)工作的展開有著深遠(yuǎn)的影響。本次初步設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求以35000DWT散貨船為母型，在母型船的基礎(chǔ)上運(yùn)用船舶設(shè)計(jì)原理完成對37500DWT散貨船的總體方案初步設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括運(yùn)用不同的主尺度選擇方法，確定三種不同的主尺度方案；確定三種主尺度方案后運(yùn)用熵權(quán)法確定權(quán)重以及運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)法TOPSIS法結(jié)合確定出三種方案種中的最優(yōu)方案；通過母型船型線圖繪制得到新船的型線圖；最后根據(jù)繪制的新船型線圖開展靜水力曲線和邦榮曲線的計(jì)算以及繪制工作。[關(guān)鍵詞]總體方案初步設(shè)計(jì)；灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法；型線設(shè)計(jì)；靜水力計(jì)算目錄TOC\o"1-3"\h\u64380引言 1215311主尺度的選擇和計(jì)算 2102541.1主尺度方案一 2307061.1.1新船主尺度的計(jì)算 2221411.1.2空船重量的估算 4317181.1.3重力與浮力平衡 514051.1.4載重量的估算 611401.1.5重心估算 8227241.1.6新船所需要的艙容 10150781.1.7艙容校核與調(diào)整 13161881.1.8重量重心的估算 1567091.1.9初穩(wěn)性校核 17227301.1.10最小干舷校核 18225911.1.11橫搖周期校核 19274431.1.12主尺度方案的重新確定 20300911.2主尺度方案二 25264571.2.1新船主尺度計(jì)算 2541291.2.2主尺度論證 26187201.2.3主尺度方案的重新確定 32149251.3主尺度方案三 37122191.3.1可行的新船主尺度方案 37236162三種不同主尺度方案的優(yōu)選 44146482.1運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算權(quán)重 4481682.2創(chuàng)建灰關(guān)聯(lián)TOPSIS評價模型 45172763型線設(shè)計(jì) 5083243.1主尺度改造 5015533.2繪制橫剖面圖 5091353.3繪制半寬水線圖 51213623.4繪制縱剖線圖 5240974靜水力計(jì)算 5214714.1靜水力曲線 52136834.2邦戎曲線 5431227結(jié)論 6122078參考文獻(xiàn) 634692附錄A母型船型線圖 6431366附錄B37500DWT散貨船初步分艙草圖一 654160附錄C37500DWT散貨船初步分艙草圖二 6614608附錄D37500DWT散貨船初步分艙草圖三 6716854附錄E37500DWT散貨船型線圖 686741附錄F37500DWT散貨船靜水力曲線圖 69785附錄G37500DWT散貨船邦戎曲線圖 7021030附錄H37500DWT散貨船靜水力詳細(xì)計(jì)算表格 7126936附錄I37500DWT散貨船邦戎曲線詳細(xì)計(jì)算表格 7330337附錄J37500DWT散貨船三種主尺度方案計(jì)算表格 80PAGE770引言散貨型船舶是世界上最為普遍的運(yùn)輸船舶類型，其整體數(shù)量也一直保持著較為強(qiáng)勁的增長趨勢。雖然去年受到疫情的影響比較大但其整體必將保持良好的發(fā)展趨勢。在國際運(yùn)輸行業(yè)當(dāng)中，散貨船運(yùn)輸?shù)呢浳镎伎傮w貨物運(yùn)輸?shù)?0%以上。干散貨航運(yùn)貿(mào)易在水路運(yùn)輸發(fā)展中占有重要地位，因此對干散貨船的研究顯得尤為必要[1]。船舶總體方案的初步設(shè)計(jì)是新船設(shè)計(jì)的重中之重。所以本次設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容開展工作，對參考文獻(xiàn)進(jìn)行深入研究，對繪圖及表格制作軟件更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，得出滿足37500DWT散貨船要求的合理的設(shè)計(jì)方案。本次課題主要分為四個部分：1）運(yùn)用主尺度選擇基本原理及方法，設(shè)計(jì)出三種可行的主尺度方案（包括必要的性能計(jì)算與校核、繪制出每種方案的主船體艙室劃分圖等）。2）運(yùn)用現(xiàn)代綜合評價理論，建立船型方案綜合評價模型，從三種可行的方案中優(yōu)選出最佳方案。3）針對優(yōu)選出的最佳主尺度方案，運(yùn)用母型改造法，開展型線設(shè)計(jì)工作，繪制出新船的型線圖。4）開展船舶靜水性能計(jì)算工作，并根據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果，要求用通用繪圖軟件Auto-CAD繪制出新船的邦戎曲線圖、靜水力曲線圖等。

1主尺度的選擇和計(jì)算船舶主尺度的選擇是船舶設(shè)計(jì)的最為重要的部分之一。主尺度是最能體現(xiàn)船舶幾何特征的參數(shù)，它對與船舶的各項(xiàng)性能都有著至關(guān)重要的影響，例如船舶的操縱性、穩(wěn)定性、快速性等船舶性能。所以對于船舶主尺度的選擇乃是船舶設(shè)計(jì)過程中至關(guān)重要的一環(huán)。合理的船舶主尺度會為船舶設(shè)計(jì)過程中對各個階段提供不少的幫助來減少工作量。所以要參考現(xiàn)代優(yōu)秀的母型船和優(yōu)良的實(shí)船的資料來為船舶主尺度的選擇提供基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的船舶為37500DWT散貨船，該船的設(shè)計(jì)要求如表1-1所示。表1-1新船設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)航速（節(jié)）船員人數(shù)（人）續(xù)航力3750014.524200001.1主尺度方案一1.1.1新船主尺度的計(jì)算要求將35000DWT散貨船作為母型船。從已有的母型船型線圖中得到母型船的各項(xiàng)主尺度信息，在這基礎(chǔ)上，新船的載重量便可以運(yùn)用下列公式進(jìn)行計(jì)算[2]。（1-1）（1-2）（1-3）公式中有“0”下標(biāo)的均為母型船數(shù)據(jù)，海水密度為。將母型船的各個數(shù)據(jù)帶入上述公式中，得到母型船的信息如下表1-2所示。表1-2母型船主要信息項(xiàng)目參數(shù)176.753014.710.10.824378514600035000450140.7751.003其中k為附體系數(shù)這里取1.003。這里新船的載重量系數(shù)取值與母型船一致，得到的新船，.確定好排水量之后，運(yùn)用多個主尺度估算公式即可得到新船的主尺度，估算公式為（1-4）～（1-8）[2]。（1-4）（1-5）（1-6）（1-7）（1-8）式（1-8）中：海水的密度取為，為附體體積系數(shù)，本文定為。關(guān)于主機(jī)功率的計(jì)算，本次運(yùn)用海軍系數(shù)法來求得主機(jī)功率。（1-9）新船和母型船的海軍系數(shù)相等求得新船的所以得到的新船的參數(shù)為表1-3所示。表1-3母型船主要信息項(xiàng)目參數(shù)180.8630.7015.0410.330.8214.5698037500482300.7781.1.2空船重量的估算本文在考慮船體鋼料重量，舾裝重量，機(jī)電設(shè)備重量占空船重量合理比例的范圍內(nèi)的前提下，決定采用下式計(jì)算，公式為（1-10）～（1-12）[3]。1）船體鋼料及舾裝重量的估算選用的統(tǒng)計(jì)公式為：（1-10）（1-11）經(jīng)過計(jì)算得：,。2）機(jī)電設(shè)備重量的估算選用的統(tǒng)計(jì)公式如下。(1-12)這里CM的取值取8.5（低速機(jī)來說，MCR>10000kw時CM的取值取7-8；MCR<10000kw時CM的取值取8-9）經(jīng)過計(jì)算得。3）排水量裕度在方案初步設(shè)計(jì)過程中，空船的各項(xiàng)重量都是采取近似估算，考慮到設(shè)計(jì)的后期可能會有特殊的要求，因此本文設(shè)計(jì)時三項(xiàng)重量的裕度均取最大值。對于鋼料、舾裝和機(jī)電設(shè)備的重量中對船體鋼料重量取3%~5%，這里取最大值5%;對舾裝重量和機(jī)電設(shè)備重量各取8%~10%，這里取最大值10%?？紤]裕度后的各項(xiàng)重量的計(jì)算結(jié)果如表1-4所示。表1-4船體各部分重量估算結(jié)果船體鋼料估算（t）舾裝重量估算（t）機(jī)電設(shè)備重量估算（t）7157158110171.1.3重力與浮力平衡由1.1.1節(jié)中可知新船的排水量，1.1.2節(jié)中可得新船的空船重量。新船要求的，則新船的總重量為，新船總重量比排水量少了，重力與浮力不平衡，需用諾曼系數(shù)法對主尺度進(jìn)行修正，公式為（1-13）所示。(1-13)修改不同的主尺度參數(shù)對空船重量的影響有大有小，本文在經(jīng)過認(rèn)真考慮之后，決定修改對主尺度影響最小的吃水，修改時，取0.4，和取為0。（在修改主尺度d時，取0.4，和取為0。）經(jīng)過計(jì)算得到的修改結(jié)果如表（1-5）所示。表1-5修改結(jié)果47192.4414.7210.110.82新的空船重量經(jīng)過計(jì)算如表1-6所示。表1-6新空船重量7157158110099747，滿足校核要求。經(jīng)過諾曼系數(shù)修正后得到的新主尺度結(jié)果如表1-7所示。表1-7第二次近似計(jì)算后新主尺度180.8630.7014.7010.110.824719268791.1.4載重量的估算1）船員和行李重量估算設(shè)定每個船員體重為70kg，所帶的行李為每人45kg。設(shè)計(jì)要求24個船員，則船員和行李重量為2.76t2）食物和淡水重量估算可由公式（1-14）[2]計(jì)算。儲備總量=自持力×人員數(shù)量×定食（1-14）式中自持力大小等于。本船=20000，為14.5。定量按照一個人一天使用3.5kg食物以及使用150kg淡水為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得。3）燃油量對于一般運(yùn)輸船，粗估時按下式計(jì)算[2]。（1-15）式中：為航行時間。為一切燃油裝置耗油率，可近似取主機(jī)耗油率的1.15-1.20，這里取1.15.為主機(jī)常用額定功率。為考慮風(fēng)浪系數(shù)的影響，一般可取1.1-1.2，這里取1.1.經(jīng)過查找滬東重機(jī)有限公司的MANS46MC-C8.2型柴油機(jī)的主機(jī)功率為8280kw，與本次設(shè)計(jì)的船舶較為相近，各項(xiàng)參數(shù)如下表1-8所示。表1-8主機(jī)的主要信息型號轉(zhuǎn)速（r/min）缸徑（mm）功率（kw）燃油消耗率R1/L1S46MC-C8.21294608280174由圖中可得出。經(jīng)過計(jì)算得出。4）潤滑油重量估算中潤滑油的儲量計(jì)算公式[2]為：（1-16）式中：對一般柴油機(jī)，這里取0.03。計(jì)算得。5）爐水在柴油機(jī)貨船上，一般裝設(shè)一臺壓力為0.5-1.0MPa，產(chǎn)生飽和蒸汽的輔鍋爐，蒸發(fā)量為0.4-2.5。爐水重量由下式（1-17）[2]計(jì)算。（1-17）G為鍋爐額定蒸發(fā)率，按下表這里取1.5，ε為蒸汽漏失率，輔鍋爐可取為0.05-0.06，這里取0.05，鍋爐參數(shù)如表1-9。表1-9鍋爐參數(shù)型號蒸發(fā)量工作壓力水容量重量LSK1.5-0.71.50.92.35000計(jì)算得。6）備品和供應(yīng)品我國一般將其放在載重量內(nèi)，通常取為（0.5%-1%），這里取1%計(jì)算得63.27。載重量計(jì)算結(jié)果表1-10所示。表1-10載重量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算值人員及行李2.76食物4.83淡水206.90燃油2088.60潤滑油103.45爐水62.66備品供應(yīng)品97.472566.651.1.5重心估算通過質(zhì)心疊加公式估算新船的空船重心高度，估算公式為（1-18）～（1-26）[2]?？沾匦母叨扔?jì)算公式如下：（1-18）1）船體鋼料重心高度估算（1-19）式中：為計(jì)入舷弧和艙口圍壁容積影響的相當(dāng)型深.為系數(shù)，用如下統(tǒng)計(jì)公式計(jì)算：（1-20）其中是計(jì)至型深的方型系數(shù)，按下式計(jì)算：（1-21）式中一般情況下取3。計(jì)算得,,。2）舾裝重心高度估算（1-22）式中：為計(jì)入舷弧和梁拱的相當(dāng)型深，可按下式估算：（1-23）其中為相當(dāng)舷弧高，可近似取為首尾舷弧之和的1/6，為梁拱值，這里取為，首尾舷弧計(jì)算公式如下。（1-24）（1-25）計(jì)算得出3）機(jī)電設(shè)備重心高度估算（1-26）計(jì)算得。將三項(xiàng)重量的重心高度和各自的重量代入公式（1-18）即可得到空船重心高度，同時由于本次是初步的估算，計(jì)算結(jié)果并不精確，需要對空船重心高度取適當(dāng)?shù)卦６?，則重心高度為。1.1.6新船所需要的艙容根據(jù)參考文獻(xiàn)《船舶設(shè)計(jì)原理》，新船的中橫剖面如下圖所示，其中舭部半徑按以下公式[2]估算(1-27)式中取0.997。取為,為0.614。計(jì)算得。繪制的新船貨艙橫剖面，如圖1-1所示。圖1-1貨艙橫剖面圖經(jīng)過CAD軟件測量，測得頂邊艙橫剖面積為，底邊艙橫剖面積為，貨艙的橫剖面積則為。各艙室艙容估算公式為（1-28）～（1-38)[2]。1）主船體容積計(jì)算（1-28）式中參數(shù)在均已在1.1.5節(jié)中計(jì)算得出，所以總?cè)莘e計(jì)算得2）貨艙所需要的容積計(jì)算（1-29）式中為載貨量，為34887.37t。為貨物的積載因數(shù)，此設(shè)計(jì)船運(yùn)大豆，經(jīng)查閱大豆的積載因數(shù)取值為1.17-1.45，這里取1.17；為容積折扣系數(shù)，中部貨艙的取值范圍為0.99-0.995，這里取0.99。計(jì)算得。3）壓載水艙容積估算（1-30）式中對于單項(xiàng)運(yùn)輸?shù)纳⒇洿s為0.32-0.5，這里取0.32。計(jì)算得。4）機(jī)艙容積計(jì)算本次設(shè)計(jì)船為尾機(jī)型，因此本次設(shè)計(jì)機(jī)艙位置設(shè)于船體尾部，估算公式如下。（1-31）式中：為機(jī)艙段體積豐滿系數(shù)，由于母型資料缺乏，經(jīng)查閱可得尾機(jī)型取0.9；為機(jī)艙雙層底高度。（1-32）經(jīng)過計(jì)算獲得，，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]，雙層底自龍骨線量起的垂直距離h應(yīng)不小于B/20，且不得小于760mm，但不必大于2000mm，本設(shè)計(jì)船的雙層底高度取為2000mm。為機(jī)艙長度，可用以下統(tǒng)計(jì)公式計(jì)算（1-33）計(jì)算得，。5）油水艙容估算（1-34）（1-35）式中：燃油密度取0.9；滑油密度取0.85；淡水密度取1.0；為容積折扣系數(shù)，水艙取0.97，燃油及滑油艙取為0.98，油艙還需考慮膨脹系數(shù)取為0.98；同時燃油作為重油，艙內(nèi)布置加熱管系降低重油的粘度后方可使用，布置容積占艙內(nèi)容積的3%[2]。由表1-10可知各艙室的重量，代入公式（1-35）即可得到各艙室的所需容積，詳細(xì)結(jié)果見表1-11。表1-11油水艙容積計(jì)算結(jié)果艙室類型淡水艙爐水艙燃油艙滑油艙重量21310724917728886）其他艙室的容積估算總?cè)莘e的2%-5%可近似看作其他艙室的容積[2]，本次設(shè)計(jì)船舶為尾機(jī)型，取為2%。則其他艙室的容積為。7）船體能提供的貨艙容積的估算（1-36）式中為貨艙長度；為機(jī)艙長度、為艏尖艙長度、為尾尖艙長度；尾尖艙長度約為,這里取0.0；首尖艙長度約為，這里取0.08；為船體中部貨艙橫剖面積，CAD中量得為；為系數(shù)，可按式（1-37）估算。（1-37）計(jì)算得艏尖艙，，，則。8）雙層底艙容積估算（1-38）式中：為雙層底高度。計(jì)算得。1.1.7艙容校核與調(diào)整1）全船所需容積的校核全船容積校核公式為（1-39）[2]。（1-39）式中：為上甲板以上裝貨的容積。由于該等式需滿足大于或等于，因此此項(xiàng)可不計(jì)。計(jì)算得，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知校核滿足要求。2）貨艙所需容積的校核由1.1.6節(jié)可知，，,則校核滿足要求。3）主船體初步分艙設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[5]、[6]中艙室大致布置情況，并根據(jù)文獻(xiàn)[2]中艙室劃分原則，對新船進(jìn)行初步分艙。船首采用的直立型艏，直立型艏工藝性好、易于建造、能夠提高船舶阻力性能、降低油耗，船尾采用的是散貨船常用的巡洋艦尾，水線以上艉封板改為后傾0°的平板可防止倒航上浪[4]。繪制的初步分艙圖如圖1-2所示。圖1-2船體初步分艙圖4）局部容積的校核（1）貨艙容積的校核通過對圖1-2計(jì)算可得貨艙的實(shí)際容積為，計(jì)算所得的容積大小與貨艙所需容積大小相比為，所以校核滿足要求。（2）壓載水艙容積校核根據(jù)圖1-2可以計(jì)算得到壓載水艙容積為。該容積大小與壓載水艙所需容積相比為，即校核滿足要求。（3）油水艙容積校核淡水艙實(shí)際容積：；爐水艙實(shí)際容積：；燃油艙實(shí)際容積：；滑油艙實(shí)際容積：。檢核匯總結(jié)果如表1-12所示。表1-12艙容校核結(jié)果匯總項(xiàng)目實(shí)際容積所需容積校核結(jié)果貨艙4685741221符合壓載水艙1304612000.00符合淡水艙248213符合爐水艙168107符合燃油艙29222491符合滑油艙12684符合1.1.8重量重心的估算1）空船重心：由1.1.5節(jié)得。2）貨物重心高度：取貨艙的形心高度[2]，由CAD量得。3）頂邊艙燃油及壓載水重心高度：由CAD量得。4）底邊艙壓載水重心高度：由CAD量得。5）雙層底壓載水重心高度：取為雙層底高度的一半，為。6）爐水艙及滑油艙重心高度：近似取為艙室高度的中點(diǎn)，為；爐水及滑油剩10%時的重心高度為。7）淡水艙重心高度：近似取為艙室高度的中點(diǎn)，為；淡水剩余10%時，重心高度為。8）船員及其行李和食物的重心高度：近似取為甲板上1m[2]，為：。9）備品及供應(yīng)品重量重心高度：。10）燃油重量重心高度：滿燃油時為頂邊艙艙室重心高度為，剩余10%重心高度為。11）壓載水重量重心高度：將頂邊艙、底邊艙及雙層底艙內(nèi)的壓載水相加計(jì)算得。將以上計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，可將船舶航行的壓載出港狀態(tài)、壓載到港狀態(tài)、滿載出港狀態(tài)及滿載到港狀態(tài)四種不同狀態(tài)下的重量及重心估算出來。壓載狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果見表1-13，滿載狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果見表1-14。表1-13壓載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船974711.08107999.88974711.08107999.88貨物000.00000.00壓載水13372.454525.8778476.7913372.454525.8778476.79燃油245012.7531237.4724510.232505.97滑油1031102.86100.11.03淡水24012.723055.972410.92262.35爐水1631162.96160.11.63人員及行李2.7615.7243.392.7615.7243.39食品4.8315.7275.890.4815.727.59備品及供應(yīng)品9711.321103.329711.321103.32總計(jì)261808.49222258.54235158.10190401.95表1-14滿載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船974711.08107999.88974711.081107999.88貨物348797.9447277104.20348797.945277104.20壓載水000.0000.0000.00燃油245012.7531237.4724510.2302505.97滑油1031102.86100.1001.03淡水24012.723055.972410.920262.35爐水1631162.96160.1001.63人員及行李2.7615.7243.392.7615.72043.39食品4.8315.7275.890.4815.7207.59備品及供應(yīng)品9711.321103.329711.3201103.32總計(jì)476878.83420885.95450228.641389029.371.1.9初穩(wěn)性校核初穩(wěn)性高的估算公式為（1-40）～（1-46）[2]。（1-40）（1-41）（1-42）（1-43）上文已經(jīng)將非滿載狀態(tài)下的排水量計(jì)算完成，可按下式計(jì)算非滿載狀態(tài)下的、和。（1-44）（1-45）（1-46）初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果如表1-15所示。表1-15初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果載況吃水方型系數(shù)水線面系數(shù)壓載出港5.7870.7840.8430.520.087.439壓載到港5.2370.7790.8360.520.088.800滿載出港10.1130.8180.8780.520.084.126滿載到港9.5860.8140.8750.520.084.430根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，船舶的初穩(wěn)性高的數(shù)值不得小于0.15m,由表1.13可知各狀態(tài)初穩(wěn)性高數(shù)值均大于該數(shù)值，則滿足初穩(wěn)性高下限要求。1.1.10最小干舷校核計(jì)算公式為（1-47）～（1-50）[2]。（1-47）1）基本干舷通過查閱B類船舶基本干舷值表格，利用線性插值法可得。截取部分B類船舶基本干舷表如表1-16所示。表1-16部分B類船舶基本干舷表1802915181293318229521832970184298818530072）干舷修正值對B類船舶來說船長大于100m時取。3）方型系數(shù)對干舷的修正值（1-48）計(jì)算得：。4）型深對干舷的修正值（1-49）當(dāng)時，式中的R取為250m。計(jì)算得。5）上層建筑及凸形甲板對干舷的修正值（1-50）由于，所以。因?yàn)槿狈Y料，可初步取上層建筑與凸形甲板的有效長度為0.15L，K取0.075。計(jì)算得。6）舷弧對干舷的修正值由于缺乏新船相關(guān)資料，故無法準(zhǔn)確計(jì)算，若認(rèn)定新船為標(biāo)準(zhǔn)舷弧，則。計(jì)算得，所以，則干舷校核滿足要求。1.1.11橫搖周期校核計(jì)算船舶橫搖周期的公式為（1-51）～（1-52）[2]。（1-51）（1-52）式中為水線長度；為平均吃水，此處取為設(shè)計(jì)吃水。船舶航行的壓載出港狀態(tài)、壓載到港狀態(tài)、滿載出港狀態(tài)及滿載到港狀態(tài)四種不同狀態(tài)的橫搖周期如表1-17所示。表1-17橫搖周期計(jì)算結(jié)果載況吃水水線長度橫搖周期壓載出港5.787175.290.429.45壓載到港5.237176.100.438.94滿載出港10.113182.240.3611.02滿載到港9.586182.260.3710.74對于國際航行船舶，橫搖周期需大于12s[2]。上述四種狀態(tài)下的橫搖周期均小于12s，不滿足要求。因此需要修改新船的主尺度。1.1.12主尺度方案的重新確定1）新主尺度及新空船重量考慮對橫搖周期影響較大的型寬和吃水進(jìn)行修改。保持新船的方形系數(shù)，載重量系數(shù)，載重量不變，同時保證主尺度各項(xiàng)參數(shù)比在散貨船合理范圍內(nèi)的前提下，采用1.1.1節(jié)中的主尺度估算公式，確定新船的主尺度。再按照1.1.3節(jié)中的步驟對主尺度進(jìn)行修正。詳細(xì)結(jié)果見表1-18和表1-19。表1-18新主尺度176.0026.4016.9711.660.820456446728表1-19新空船重量6028118999882152）載重量的估算主機(jī)和鍋爐的選擇均以第一次的選擇相同。經(jīng)過計(jì)算得到如表1-20所示。表1-20載重量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算值（t）人員及行李2.76食物4.83淡水206.90燃油2042.54爐水103.45潤滑油61.28備品及供應(yīng)品82.152503.903）艙室劃分與艙容校核考慮到第一次確定的主尺度不滿足的主要原因在于橫搖周期校核無法滿足，為了滿足后續(xù)橫搖周期的校核，在調(diào)整主尺度的基礎(chǔ)上，決定提高壓載水的重心高度?？紤]到貨艙所能提供容積相比所需容積有所富余，決定縮小貨艙橫剖面積的同時增大頂、底邊艙的橫剖面積。新繪制的新船貨艙剖面圖如下圖1-3所示。圖1-3新船貨艙剖面圖圖1-4新艙室劃分圖新船各艙室艙容校核結(jié)果如表1-21所示。表1-21艙容校核結(jié)果匯總項(xiàng)目實(shí)際容積所需容積校核結(jié)果貨艙4456441359符合壓載水艙1217812000符合淡水艙248213符合爐水艙137107符合燃油艙24422436符合滑油艙8175符合總?cè)莘e4747244190符合4）重量重心的估算新船重量重心估算結(jié)果如表1-22所示。表1-22重量及重心估算項(xiàng)目重心高度項(xiàng)目重心高度空船11.82淡水（滿）13.97貨物8.9533淡水（10%）12.041頂邊艙14.6312燃油（滿）14.63底邊艙2.27燃油（10%）11.57雙層底0.95滑油（滿）1.15壓載水8.09滑油（10%）0.475人員、行李及食品17.97爐水（滿）0.95燃油13.97燃油（10%）11.27四種不同載況的重心重量估算如下表1-23以及1-24所示。表1-23壓載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船821511.8297073.48821511.8297073.48貨物000.00000.00壓載水12482.036198.09100976.3212482.036198.09100976.32燃油1124314.6318183.6412411.571437.50燃油280513.9711244.349611.271081.92滑油661.1576.0470.4753.14淡水24013.973356.292412.041289.28爐水1330.95126.06130.0951.26人員及行李2.7617.9749.602.7617.9749.60食品4.8317.9786.750.4817.978.68備品及供應(yīng)品8212.971065.468212.971065.46總計(jì)232739.98232237.98210469.60201986.63表1-24滿載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船821511.8297073.48821511.81797073.48貨物349968.9533313330.61349968.953313330.61壓載水000.0000.0000.00燃油1124314.6318183.6412411.5671437.50燃油280513.9711244.349611.2701081.92滑油661.1576.0470.4753.14淡水24013.973356.292412.041289.28爐水1330.95126.06130.0951.26人員及行李2.7617.9749.602.7617.97049.60食品4.8317.9786.750.4817.9708.68備品及供應(yīng)品8212.971065.468212.9701065.46總計(jì)457879.71444592.27435619.512414340.935）初穩(wěn)性的校核根據(jù)1.1.9節(jié)中的步驟，初穩(wěn)性校核結(jié)果如表1-25所示。表1-25初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果載況吃水方型系數(shù)水線面系數(shù)初穩(wěn)性高壓載出港6.2060.7830.8400.520.082.117壓載到港5.6500.7770.8340.520.083.017滿載出港11.6570.8200.8800.520.081.277滿載到港11.1280.8170.8770.520.081.419各種狀態(tài)下的初穩(wěn)性高度均大于0.15米，滿足初穩(wěn)性高度的下限的要求。6）干舷的校核經(jīng)過網(wǎng)上查詢到的B類船舶的基本干舷值，再利用插值法進(jìn)行相關(guān)計(jì)算得到的船舶。表1-26干舷修正值28350291.21314.8-80.254360.816.02經(jīng)過比較可知d+Fmin<D所以干舷的校核是滿足要求的。7）橫搖周期的校核船舶航行的壓載出港狀態(tài)、壓載到港狀態(tài)、滿載出港狀態(tài)及滿載到港狀態(tài)四種不同狀態(tài)的橫搖周期由表1-27所示。表1-27橫搖周期計(jì)算結(jié)果載況吃水水線長度橫搖周期壓載出港6.206170.850.4014.42壓載到港5.650170.410.4112.38滿載出港11.657178.740.3516.27滿載到港11.128178.720.3515.54四種載況的橫搖周期均大于12s，所以滿足要求，則橫搖周期校核滿足要求。1.2主尺度方案二1.2.1新船主尺度計(jì)算在保證方形系數(shù)不變的情況下，其他主尺度由下列公式確定。10000t-100000t的散貨船[3]。(1-53)(1-54)(1-55)(1-56)經(jīng)過計(jì)算求得：，，，。為了簡化排水量的計(jì)算，依舊采用與母型船載重量系數(shù)相等的方法來進(jìn)行計(jì)算。母型船載重量系數(shù)為,并且在計(jì)算CSR時，為了是計(jì)算簡潔明了，還是使用海軍系數(shù)法，采用母型船的海軍系數(shù)，為。參考1.1.1節(jié)內(nèi)容，得到的主尺度參數(shù)如表1-28所示。表1-28新船主尺度信息184.6827.7115.4210.630.86264823069801.2.2主尺度論證1）空船重量的計(jì)算參考之前1.1.2節(jié)內(nèi)容，得出的計(jì)算結(jié)果如表1-29所示。表1-29空船重量70121387101794162）重力與浮力的計(jì)算依舊是參考之前1.1.3節(jié)的內(nèi)容，使用諾曼系數(shù)法對重力與浮力進(jìn)行平衡。重力與浮力平衡后，得到新的空船重量和新的主尺度方案及部分參數(shù)如表1-30和表1-31所示。表1-30新空船重量7002138710079396表1-31第二次近似計(jì)算后新主尺度及部分參數(shù)184.6827.7114.9710.320.86014683468453）載重量估算在確定主尺度時，采用的仍是海軍系數(shù)法，主機(jī)功率變化不大，所以仍然采用與1.1.4節(jié)中使用的滬東重機(jī)有限公司的MANS46MC-C8.2型柴油機(jī)以及型號為LSK2.0-0.7的鍋爐。載重量的計(jì)算結(jié)果如表1-32所示。表1-32載重量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算值人員及行李2.76食物4.83淡水207燃油2172潤滑油65爐水103備品供應(yīng)品942650得出載貨量。4）重心高度估算參考1.15節(jié)中，對重心高度進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果如表1-33所示。表1-33空船重心高度估算結(jié)果7.1016.708.2410.375）艙室的劃分以及艙容校核根據(jù)新船主尺度繪制的貨艙橫剖面圖如圖1-5所示。、圖1-5貨艙橫剖面圖使用CAD進(jìn)行測量得到一個頂邊艙的橫剖面積為，一個底邊艙的橫剖面積為，貨艙的橫剖面積為。分艙方案如下圖1-6所示。圖1-6艙室劃分圖艙容校核如下表1-34所示。表1-34艙容校核結(jié)果匯總項(xiàng)目所需容積實(shí)際容積校核結(jié)果貨艙4118748003符合壓載水艙1200012558符合淡水艙213215符合爐水艙107134符合燃油艙25913271符合滑油艙80101符合總?cè)莘e4417851724符合6）重量重心估算重量重心估算方法參考1.1.8節(jié)內(nèi)容，得到的結(jié)果如下表1-35所示。表1-35重量及重心估算項(xiàng)目重心高度（m）項(xiàng)目重心高度（m）空船10.89淡水（滿）12.43貨物7.679淡水（10%）10.18頂邊艙12.7626燃油（滿）12.76底邊艙1.60燃油（10%）9.97雙層底0.80滑油（滿）0.8壓載水5.65滑油（10%）0.08人員、行李及食品15.93爐水（滿）0.8備品及供應(yīng)品11.68爐水（10%）0.08四種不同載況下的重量及重心的估算結(jié)果如下表1.36和表1-37。表1-36壓載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船939610.3797421.30939610.3797421.30貨物000.00000.00壓載水12872.15.6572700.5712558.171495.6570927.39燃油274312.7635002.062749.972733.47滑油820.865.8380.080.66淡水20912.432592.452110.18212.32爐水1300.8104.29130.081.04人員及行李2.7615.9343.972.7615.9343.97食品4.8315.9376.900.4815.937.69備品及供應(yīng)品9411.681097.479411.681097.47總計(jì)255348.19209104.84223687.71172445.30表1-37滿載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船939610.3797421.30939610.3797421.30貨物348507.679267616.67348507.68267616.67壓載水000.0000.000.00燃油274312.7635002.062749.972733.47滑油820.865.8380.080.66淡水20912.432592.452110.18212.32爐水1300.8104.29130.081.04人員及行李2.7615.9343.972.7615.9343.97食品4.8315.9376.900.4815.937.69備品及供應(yīng)品9411.681097.479411.681097.47總計(jì)475128.50404020.95446608.27369134.597）新船初穩(wěn)性校核參考1.1.9節(jié)內(nèi)容得到的初穩(wěn)性表，如下表1-38所示。表1-38初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果載況吃水方型系數(shù)水線面系數(shù)初穩(wěn)性高壓載出港5.7260.8330.8780.510.085.638壓載到港5.0510.8270.8720.510.087.144滿載出港10.3200.8600.9070.510.083.031滿載到港9.7320.8570.9040.510.083.323各狀態(tài)初穩(wěn)性高數(shù)值均大于0.15m，滿足初穩(wěn)性高下限要求。8）最小干舷值校核查閱B類船舶基本干舷值，通過插值法計(jì)算出。得到各干舷修正值估算結(jié)果如表1-39所示。表1-39干舷修正值3000.90430670.7-80.253994.314315計(jì)算得，則干舷校核滿足要求。9）橫搖周期校核參考1.1.11節(jié)內(nèi)容對各裝載狀態(tài)下的橫搖周期進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1-40。表1-40橫搖周期計(jì)算結(jié)果載況吃水水線長度C橫搖周期T（s）壓載出港5.726179.390.419.50壓載到港5.051178.740.428.76滿載出港10.320185.960.3511.29滿載到港9.732186.020.3610.90對于遠(yuǎn)洋船舶，橫搖周期需大于12s。由表可知，各狀態(tài)下的橫搖周期均小于12s，不滿足要求。因此需要確定新的主尺度方案。1.2.3主尺度方案的重新確定1）新主尺度的修改及確定為了后續(xù)型線工作的簡便，所以修改主尺度時要保持方形系數(shù)不變。對之前的船長，船寬和吃水進(jìn)行修改得到的新船主尺度以及新船的空船重量如下表1-41和表1-42所示。表1-41新主尺度175.3025.6017.4112.000.8200453986704表1-42新空船重量5624112499677452）載重量估算主機(jī)與鍋爐的選取均與第一次相同。新的載重量計(jì)算結(jié)果見表1-43。表1-43載重量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算值（t）人員及行李2.76食物4.83淡水207燃油2035潤滑油61爐水103備品供應(yīng)品7724923）艙的容積計(jì)算和校核新繪制的船體貨艙橫剖面如圖1-7所示。圖1-7貨艙橫剖面圖在CAD中對貨艙橫剖面各個面域進(jìn)行測量得，一個頂邊艙的橫剖面積為，一個底邊艙的橫剖面積，貨艙的橫剖面積為。艙室劃分圖如下圖1-8所示。圖1-8新船艙室劃分圖各類艙室艙容校核結(jié)果如表1-44所示。表1-44艙容校核結(jié)果匯總項(xiàng)目實(shí)際容積所需容積校核結(jié)果貨艙4496641309符合壓載水艙1346012000符合淡水艙225213符合爐水艙108107符合燃油艙25062491符合滑油艙8675符合總?cè)莘e4789244196符合4）重心重量的估算重量及重心高度的估算結(jié)果如表1-45所示。表1-45重量及重心估算項(xiàng)目重心高度項(xiàng)目重心高度空船12.64淡水（滿）14.42貨物9.2464淡水（10%）11.95頂邊艙15.1266燃油1（滿）15.13底邊艙2.38燃油1（10%）11.09雙層底1.00滑油（滿）1.2壓載水7.11滑油（10%）0.48人員、行李及食品18.41爐水（滿）1備品及供應(yīng)品13.43爐水（10%）0.1燃油2（滿）13.41燃油2（10%）9.81則四種狀態(tài)下的重量及重心估算結(jié)果見表1-46與表1-47。表1-46壓載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船774512.1494033.39774512.1494033.39貨物000.00000.00壓載水137967.1198109.80137967.1198109.80燃油1113615.1317176.4411411.091258.77燃油296613.4112952.32979.81947.52滑油711.284.6470.483.39淡水21914.423154.152211.945261.28爐水1051104.76100.11.05人員及行李2.7618.4150.812.7618.4150.81食品4.8318.4188.880.4818.418.89備品及供應(yīng)品7713.431040.097713.431040.09總計(jì)241219.40226795.28218718.95195714.98表1-47滿載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船774512.1494033.39774512.1494033.39貨物350089.2464323700.22350089.25323700.22壓載水000.0000.000.00燃油1113615.1317176.4411411.091258.77燃油2115213.4115448.321159.811130.11滑油711.284.6470.483.39淡水21914.423154.152211.95261.28爐水1051104.76100.101.05人員及行李2.7618.4150.812.7618.4150.81食品4.8318.4188.880.4818.418.89備品及供應(yīng)品7713.431040.097713.431040.09總計(jì)455199.99454881.70431029.78421488.005）初穩(wěn)性的校核初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果如表1-48所示。表1-48初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果載況吃水方型系數(shù)水線面系數(shù)壓載出港6.6400.7850.8430.520.081.864壓載到港6.0610.7800.8370.520.082.709滿載出港12.0000.8200.8800.520.080.743滿載到港11.4050.8170.8770.520.080.867各狀態(tài)初穩(wěn)性高數(shù)值均大于0.15m，滿足初穩(wěn)性高下限要求。6）干舷的校核查閱B類船舶基本干舷值，通過插值法計(jì)算出。得到各干舷修正值估算結(jié)果如表1-49所示。表1-49干舷修正值28210290.41435.1-80.254466.216470計(jì)算得，則干舷校核滿足要求。7）橫搖周期校核各載況下的橫搖周期如表1-50所示。表1-50橫搖周期計(jì)算結(jié)果載況吃水水線長度C橫搖周期T（s）壓載出港6.640171.180.3914.55壓載到港6.061171.170.4012.33滿載出港12.000173.000.3520.65滿載到港11.405173.500.3519.24各裝載狀態(tài)下的橫搖周期均大于12s，則橫搖周期校核滿足要求。1.3主尺度方案三1.3.1可行的新船主尺度方案新船主尺度由母型船尺度根據(jù)式（1-57）～（1-63）[2]估算得出。（1-57）（1-58）（1-59）(1-60)(1-61)(1-62)(1-63)其中計(jì)算得。本節(jié)只取最終能夠通過的方案。1）新主尺度的修改及確定為了后續(xù)型線工作的簡便，所以修改主尺度時要確保方形系數(shù)沒有變化。對之前的各項(xiàng)主尺度進(jìn)行修改得到的新船主尺度以及新船的空船重量如表1-51和表1-52所示。表1-51新主尺度174.0026.0017.3311.910.820454316707表1-52新空船重量5617113999777532）載重量估算主機(jī)與鍋爐的選取保持和1.1節(jié)中的選擇一致。新的載重量計(jì)算結(jié)果見表1-53。表1-53載重量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算值（t）人員及行李2.76食物4.83淡水207燃油2036潤滑油61爐水103備品供應(yīng)品7824933）艙的容積計(jì)算和校核新繪制的船體貨艙橫剖面如圖1-9所示。圖1-9貨艙橫剖面在CAD中對貨艙橫剖面各個面域進(jìn)行測量得，一個頂邊艙的橫剖面積為，一個底邊艙的橫剖面積，貨艙的橫剖面積為。艙室劃分圖如圖1-10所示。圖1-10新船艙室劃分圖各個艙室的艙容校核的結(jié)果如下表1-54所示。表1-54艙容校核結(jié)果匯總項(xiàng)目實(shí)際容積所需容積校核結(jié)果貨艙4351241372符合壓載水艙1532612000符合淡水艙226213符合爐水艙113107符合燃油艙24912429符合滑油艙8275符合總?cè)莘e4642444196符合4）重心重量的估算新船重量及重心匯總表如1-55所示。表1-55重量及重心估算項(xiàng)目重心高度項(xiàng)目重心高度空船12.09淡水（滿）14.83貨物9.0476淡水（10%）12.58頂邊艙15.202燃油（滿）15.20底邊艙2.36燃油（10%）12.17雙層底0.95滑油（滿）1.1壓載水7.17滑油（10%）0.38人員、行李及食品18.33爐水（滿）0.95備品及供應(yīng)品13.33爐水（10%）0.095燃油2（滿）14.08燃油2（10%）11.155則四種狀態(tài)下的重量及重心估算結(jié)果見表1-56與表1-57所示。表1-56壓載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船775312.0993747.02775312.0993747.02貨物000.00000.00壓載水157097.17112595.61157097.17112595.61燃油1153215.2023293.5415312.171864.49燃油255614.087826.775611.16620.08滑油671.173.2770.382.53淡水21914.833244.922212.58275.26爐水1101109.66110.0951.04人員及行李2.7618.3350.592.7618.3350.59食品4.8318.3388.490.4818.338.85備品及供應(yīng)品7813.331033.437813.331033.43總計(jì)260309.30242063.31237918.84210198.92表1-57滿載重量重心（上標(biāo)帶’的為到港狀態(tài)）項(xiàng)目空船775312.0993747.02775312.0993747.02貨物350079.0476316730.80350079.05316730.80壓載水000.0000.000.00燃油1153215.2023293.5415312.171864.49燃油266314.089335.046611.16739.58滑油671.173.2770.382.53淡水21914.833244.922212.58275.26爐水1101109.66110.101.04人員及行李2.7618.3350.592.7618.3350.59食品4.8318.3388.490.4818.338.85備品及供應(yīng)品7813.331033.437813.331033.43總計(jì)454359.85447706.77431009.62414453.605）初穩(wěn)性的校核初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果如表1-58所示。表1-58初穩(wěn)性高計(jì)算結(jié)果載況吃水方型系數(shù)水線面系數(shù)壓載出港7.0860.7900.8470.520.081.978壓載到港6.5160.7850.8420.520.082.762滿載出港11.9080.8200.8800.520.081.013滿載到港11.3370.8170.8770.520.081.174四種不同狀態(tài)的初穩(wěn)性高數(shù)值均大于0.15m，滿足初穩(wěn)性高下限要求。6）干舷的校核查閱B類船舶基本干舷值，可直接得到。得到各干舷修正值估算結(jié)果如表1-59所示。表1-59干舷修正值27950288.31437.9-80.254440.916349計(jì)算得，則干舷校核滿足要求。7）橫搖周期校核四種不同載況的橫搖周期如下表1-60所示。表1-60橫搖周期計(jì)算結(jié)果載況吃水水線長度橫搖周期壓載出港7.086171.240.3814.19壓載到港6.516170.240.3912.25滿載出港11.908178.060.3517.91滿載到港11.337178.080.3516.76四種不同載況的橫搖周期均在12秒以上，所以說橫搖周期校核滿足要求。

2三種不同主尺度方案的優(yōu)選2.1選擇評價指標(biāo)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的船舶性能指標(biāo)為：艙容利用率，總噸位與載重量，單位油耗，載重量系數(shù),運(yùn)輸效率。分別用A，B，C，D，E表示。艙容利用率A，此指標(biāo)指的是用于營利的載貨容積與船長、型寬與型深之積的比值，其所要求的是船舶上用于營利的處所越多越好，因此此指標(biāo)為效益型指標(biāo)，其值越大越好，具體計(jì)算公式如式（2-1）所示[2]。（2-1）主船體總?cè)莘e與載重量比值B，此指標(biāo)主要反映的是每一噸載重量所需要占用的主船體容積量，因此其屬于成本型指標(biāo)，其值越小越好，計(jì)算公式如式（2-2）所示[2]。（2-2）單位油耗C，此指標(biāo)所反映的主要是船舶在節(jié)能方面的要求，屬于成本型指標(biāo)，其值越小越好，計(jì)算公式如式（2-3）所示[2]。（2-3）載重量系數(shù)D，這個指標(biāo)指的是船舶載重量占排水量的比例，該指標(biāo)值越大即代表空船重量越小，因此該指標(biāo)屬于效益型，值越大越好，計(jì)算公式如式（2-4）所示[2]。（2-4）運(yùn)輸效率U5，此指標(biāo)主要反映的是船舶主機(jī)功率對于船舶運(yùn)載貨物重量以及航速的有效利用率，屬于效益型指標(biāo)，其值越大越好，計(jì)算公式如式（2-5）所示。（2-5）2.2運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算權(quán)重熵的概念最先是單媛由熱力學(xué)引入信息論中，稱為信息熵，用來衡量系統(tǒng)的穩(wěn)定程度、信息量，并由此形成了一種相對客觀的賦權(quán)方法-熵值賦權(quán)法[7]。熵權(quán)法確定權(quán)重的依據(jù)是根據(jù)這些不同指標(biāo)的差異來確定出各個指標(biāo)之間的激烈程度。本次運(yùn)用的熵權(quán)法計(jì)算公式如式(2-6)到（2-8）[8]所示。（2-6）（2-7）（2-8）計(jì)算得到艙容利用率，載重量系數(shù)，單位油耗，總噸位與載重量的比值以及運(yùn)輸效率的值如下表2-1所示。。表2-1各個指標(biāo)計(jì)算值方案ABCDE第一方案0.57731.91032.47580.820075.426第二方案0.58581.88332.46710.829475.719第三方案0.58311.89202.46820.829475.681通過公式（2-8）對于的值進(jìn)行計(jì)算，其中表示第個評價對象第個指標(biāo)的量值，為第個評價對象、為第個指標(biāo)、為評價對象個數(shù)、為評價指標(biāo)數(shù)量，下同。計(jì)算得到的結(jié)果如表2-2所示。表2-2的計(jì)算值A(chǔ)BCDE第一方案0.33061180.33599090.33406770.33081700.3325262第二方案0.33547190.33123810.33288680.33460300.3338216第三方案0.33391630.33277100.33304550.33458000.3336522同理運(yùn)用式（2-7）對進(jìn)行計(jì)算得到的結(jié)果如表2-3所示。表2-3的計(jì)算值A(chǔ)BCDE0.99998320.99998390.99999890.99998700.9999986計(jì)算完和后通過公式（2-6）即可對五項(xiàng)數(shù)據(jù)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的結(jié)果如表2-4所示。表2-4的計(jì)算值A(chǔ)BCDE權(quán)重0.3481838750.3320620960.0231899350.2685553650.028008729由上表2-4可以得到五項(xiàng)參數(shù)的權(quán)重關(guān)系是艙容利用率>總噸位與載重量比值>載重量系數(shù)>運(yùn)輸效率>單位油耗。2.3創(chuàng)建灰關(guān)聯(lián)TOPSIS評價模型1）五項(xiàng)初始評價指標(biāo)如表2-5所示。表2-5評價標(biāo)準(zhǔn)初始值方案ABCDE第一方案0.57731.91032.47580.820075.426第二方案0.58581.88332.46710.829475.719第三方案0.58311.89202.46820.829475.6812）對著五項(xiàng)評價標(biāo)準(zhǔn)的值使用公式（2-9）進(jìn)行規(guī)范化處理[9]。（2-9）式中，為經(jīng)過規(guī)范化處理后的第個評價對象，第個評價指標(biāo)。計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)如表2-6所示。表2-6規(guī)范化處理后指標(biāo)的數(shù)據(jù)方案ABCDE第一方案0.99181.00801.00220.99250.9976第二方案1.00640.99370.99871.00381.0015第三方案1.00170.99830.99911.00371.00103）對去量綱化后得到的指標(biāo)與2.2中表2-3所求得的規(guī)范化權(quán)重相乘，一一對應(yīng)后相乘所得到的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化如表格2-7所示。表2-7加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化ABCDE第一方案0.345340.334710.023240.266530.02794第二方案0.350420.329970.023160.269580.02805第三方案0.348790.331500.023170.269560.028044）在所有五個指標(biāo)中，載重量系數(shù)，總噸位與載重量的比值以及運(yùn)輸效率為效益型指標(biāo)，單位油耗為成本型指標(biāo)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[10]，確定正負(fù)理想解。表2-8正負(fù)理想解0.3504180.3299750.0231590.2695780.0280500.3453410.3347100.0232410.2665280.0279415）計(jì)算被評價指標(biāo)每一項(xiàng)與正負(fù)理想解的絕對差值[11]，在這之后根據(jù)如下式（2-10）-（2-11）計(jì)算得到正負(fù)理想解的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)[12]，公式中的分辨系數(shù)取為0.5。得到的計(jì)算結(jié)果如表2-9和表2-10所示。（2-10）（2-11）表2-9正理想解的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)ABCDE第一方案0.33330.34900.96860.45420.9589第二方案1.00001.00001.00001.00001.0000第三方案0.60970.62440.99570.99270.9944表2-10負(fù)理想解的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)ABCDE第一方案1.00001.00001.00001.00001.0000第二方案0.33330.34900.96860.45420.9589第三方案0.42380.44180.97270.45570.96416）根據(jù)下列式子（2-12）-（2-15）求出正負(fù)理想解的灰關(guān)聯(lián)度和歐式距離，計(jì)算得到的結(jié)果如下表2-11所示[13]。（2-12）（2-13）（2-14）（2-15）表2-11灰關(guān)聯(lián)度與歐式距離第一方案0.6128130.0075841.0000000.000000第二方案1.0000000.0000000.6128130.007584第三方案0.8433840.0022300.6516060.0056047）根據(jù)公式（2-16）-（2-22），將灰關(guān)聯(lián)度與歐式距離無量綱化處理后求得各個方案的相對貼近度，其中a、b取值為0.5[14]，結(jié)果匯總?cè)绫?-12所示。（2-16）（2-17）（2-18）（2-19）（2-20）（2-21）（2-22）表2-12各方案的相對貼近度方案一0.2494970.4416140.7727700.0000000.1704351方案二0.4071340.2706270.0000000.5750410.7839826方案三0.3433700.2877590.2272300.4249590.5987052根據(jù)上表2-10結(jié)果可以得知，三種方案的相對貼近度為方案2>方案3>方案1，所以可以得知方案2為三種法案中的最優(yōu)選。

3型線設(shè)計(jì)在完成新船的主尺度之后，即可開始型線設(shè)計(jì)工作。初步設(shè)計(jì)中型線設(shè)計(jì)通常是和主尺度確定和總布置設(shè)計(jì)配合進(jìn)行的，準(zhǔn)確的型線圖是后續(xù)靜水力計(jì)算和性能計(jì)算的重要依據(jù)。3.1主尺度改造在新船設(shè)計(jì)過程中保持了方形系數(shù)與母型船一致，因此只需要在母型船型線圖的基礎(chǔ)上，運(yùn)用母型改造的方法，對母型船的橫剖面圖進(jìn)行尺度上的縮放，重新確定縱剖線和水線，即可得到新船的型線圖。本文運(yùn)用線性變換，式中帶有“0”的為母型船數(shù)據(jù)。計(jì)算的公式為（3-1）～（3-3）[2]。長度方向：（3-1）寬度方向：（3-2）吃水：（3-3）3.2繪制橫剖面圖在新船設(shè)計(jì)過程中保持了方形系數(shù)與母型船一致，通過橫剖面計(jì)算得到的新船的值也與母型船相等，因此也與母型船相等，則可使用上述公式對母型船的橫剖面圖進(jìn)行長度、高度和寬度方向的縮放，縮放比例為：（3-4）（3-5）（3-6）將母型船橫剖面圖的寬度方向數(shù)值乘以比值，高度方向數(shù)值乘以比值，就能繪制出新船的橫剖面圖。之后對繪制的橫剖面圖的各水線和縱剖線進(jìn)行重新劃分。重新劃分水線2000WL4000WL6000WL8000WL10000WL12000WL14000WL16000WL。由上文可知設(shè)計(jì)吃水為12米，參考模型船取的水線間隔，本次水線間隔取為2000mm，最高水線為16000mm水線。繪制的橫剖線圖如圖3-1所示。圖3-1橫剖線示意圖3.3繪制半寬水線圖在新船橫剖面圖的基礎(chǔ)上，在其上量取各條水線、上甲板邊線、首樓甲板邊線、尾樓甲板邊線和舷墻頂線在各個站號的半寬值，通過Auto-CAD上的曲線擬合，即可得到新船的半寬水線圖，如圖3-2所示。圖3-2半寬水線示意圖3.4繪制縱剖線圖在橫剖面圖上測量出每條縱剖線和各個站線的高度，即可得到新船的縱剖線圖。在繪制縱剖線圖的過程中要注意的是保持三個圖的投影一致性，確保型線中的每一個點(diǎn)在三個視圖中的位置是相同的?？v剖線圖如圖3-3所示。圖3-3縱剖線示意圖

4靜水力計(jì)算4.1靜水力曲線在得到新船的精確型線圖之后，靜水力曲線的相關(guān)數(shù)據(jù)便可通過直接在型線圖上量取得到。首先在CAD型線半寬圖上建立各個水線的面域，把坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在10號站位的船中位置。通過查詢各個水線的面域，即可得到各條水線的水線面面積，各個水線面的漂心縱向坐標(biāo)，以及橫向慣性矩和縱向慣性矩。再在中橫剖面圖中建立各條水線的面域，即可得到各個水線下的船中剖面系數(shù)。其余的相關(guān)靜水力要素均可用梯形法制作表格通過近似計(jì)算得到。計(jì)算結(jié)果見表4-1和表4-2。表4-1靜水力曲線計(jì)算結(jié)果水線號基線2386.8002.950————24.4652000WL3276.9685.2165663.7685805.3622.1311.15733.5894000WL3547.5825.12812488.31812800.5262.3792.18636.3636000WL3741.4453.47419777.34620271.7792.2913.23338.3508000WL3951.500-0.23427470.29128157.0481.8694.29540.50310000WL4085.084-2.80035506.87436394.5461.2725.36441.87212000WL4189.754-4.81943781.71144876.2540.6706.43242.94514000WL4227.112-5.50852198.57653503.5410.1467.49143.32816000WL4272.213-5.23560697.90162215.349-0.2518.54443.790表4-2靜水力曲線計(jì)算結(jié)果水線號基線———0.532————2000WL26.396891.001295.0700.7300.9470.6310.6660.8644000WL13.623488.515356.7170.7910.9740.6960.7150.8806000WL9.317351.634406.6320.8340.9820.7350.7480.8818000WL7.097295.705474.9680.8810.9870.7650.7750.86910000WL5.734252.295523.7960.9100.9890.7910.8000.86912000WL4.805221.461566.9330.9340.9910.8130.8200.87114000WL4.105190.681581.9790.9420.9920.8310.8370.88216000WL3.600168.339597.4480.9520.9930.8450.8510.888靜水力曲線圖如圖4-1所示。圖4-1靜水力曲線圖4.2邦戎曲線在船舶設(shè)計(jì)建造和使用的過程中，經(jīng)常需要知道船舶在縱傾狀態(tài)下的排水量和浮心位置，利用邦戎曲線即可求得以上的相關(guān)數(shù)據(jù)。以每個站號處的吃水為縱坐標(biāo)，橫剖面面積為橫坐標(biāo)，畫出橫剖面面積曲線，在幫戎曲線圖上用實(shí)線表示。再以橫剖面面積對基平面的靜矩為橫坐標(biāo)，各個站號的吃水為縱坐標(biāo)，即可得到靜矩曲線。為縮短圖紙的長度和使用時的便利性，在繪制曲線時，應(yīng)對長度方向和高度方向做不同尺寸的縮放。在具體計(jì)算時，把橫剖面分為三個部分，即最高等分水線以下部分、最高等分水線至甲板邊線部分和甲板邊線以上梁拱部分。以上的部分參考文獻(xiàn)[15]中的公式進(jìn)行計(jì)算。橫剖面積曲線計(jì)算結(jié)果見表4-3、表4-4。靜矩曲線計(jì)算結(jié)果見表4-5、表4-6。表4-3橫剖面面積曲線計(jì)算結(jié)果站號2000WL4000WL6000WL8000WL10000WL12000WLTRAN0.00000.00000.00000.00000.000012.2119-0.250.00000.00000.00000.00000.000013.187400.00000.00000.00000.00006.096328.90780.250.00000.00000.00000.000012.583944.01940.50.00000.00000.00000.000016.179152.825412.37216.865410.266424.471557.4894100.09371.54.114012.529122.691547.146388.0361134.137026.373618.748740.711877.7610123.0650171.55272.59.656227.469257.6649101.0955149.0949198.9708313.195139.684879.2080126.1037175.5707226.0964425.138065.3834112.9083162.7539213.5172264.6286537.