船舶设计原理

“船舶设计原理”是船舶与海洋工程专业的一门专业核心课程。本书遵照该课程教学的基本要求，吸取兄弟院校同名教材之长，结合编者多年来的教学实践和设计研究工作的经验编写而成。本书在内容编排上与实船设计共性任务相呼应，以民用运输船舶为主线讲述船舶总体设计的基本原理和共性任务，内容包括船舶设计概要、船舶重量重心、船舶容量、船舶主尺度确定、船舶型线设计和船舶总布置设计，这些内容构成了船舶总体设计的共性任务。众所周知，船始源于舟。舟的出现，在人类社会发展的历史进程中具有里程碑式的意义，标志着人类社会开始有意识地利用工具拓展自身的生存空间和发展空间。随着人类文明的进步和技术能力的提升，舟逐渐演化成船舶，进而发展出形式多样的海洋结构物，以满足人类不断增长的利用水体空间和开发水中资源的需求。船舶具有运输成本较低、装载能力大的特点，是世界上大宗货物的主要运载工具。目前，全球范围内，大部分货物是通过海上运输来完成的。因此，对于推动经济全球化发展，船舶有不可替代的作用，它具有三个基本特征。第一，尺度大、营运环境复杂；第二，种类多、设计差异性强；第三，投入高、建造工作量大。船舶的全生命周期技术历程包括设计、建造、营运和拆解。显然，船舶设计是其他三个技术历程的基础和前提，重要性不言而喻。本书内容是人们造船和用船的经验结晶，是科学技术不断发展的成果总结。在船舶的演变和发展过程中，存在着由其使用任务所决定的基本共性问题，这就决定了船舶设计必然具有其内在的技术特征和技术规律。这些特征和规律是人们在长期船舶设计的实践中合理解决众多矛盾所形成的经验总结。“船舶设计原理”是一门实践性很强的课程，故本书各章中穿插有图表和例题，每章最后附有习题，读者可以结合课程内容来思考和练习。这将有助于读者理解船舶设计的技术特征和技术规律，掌握船舶设计的技术知识，从而减少船舶设计工作中的盲目性，为实船设计进行知识上的准备和能力上的储备。本书由孙江龙、解德、张正艺。其中，解德编写第1～3章；张正艺编写第6章；孙江龙编写第4、5章，并负责全书的修改和定稿工作。本书在编写过程中，得到了同行专家及师生、学校和学院各级领导的热情支持和帮助，谨此表示衷心感谢。由于编者水平有限，本书尚存一些不妥之处，恳请读者批评指正，以便今后进一步改进完善。编者2022年2月于华中科技大学

本教材简练了同类教材的部分内容，重点突出船舶设计基础知识，使得该教材更有针对性和普适性。主要内容有：船舶设计概要、船舶重量重心、船舶容量、船舶主尺度确定、船舶型线设计和船舶总布置设计。2.本教材紧扣船舶设计的基本原理和基础知识，引导学生会运用船舶原理、船舶规范等来进行船舶总体方案设计。每章都有习题，为了能让读者更好地理解船舶基本概念，教材中穿插有例题。3.本书可作为可作为高等院校船舶与海洋结构物设计制造专业本科生的教材和研究生的教学参考书，也可供船舶与海洋工程相关领域工程技术人员以及高等院校航海类、管理类等专业的师生参考。4.本教材为爱课程平台在线开放课程《船舶设计原理》的配套教材。

孙江龙，男，汉族，中共党员，1976年4月1日生于浙江省东阳市。研究生学历，博士学位。华中科技大学船舶与海洋工程学院副教授，博士生导师。目前主讲《船舶设计原理》、《船舶静力学》等本科生课程和《船舶水动力性能实验技术》、《船舶与海洋工程现代先进技术》等研究生课程。专业方向为船舶与海洋结构物设计制造，学术专长为船舶水动力学和船舶设计，在人工智能与船舶设计研究、船型优化与纵倾减阻研究、试验技术与船舶水动力学等方面开展了系统的研究工作，提出了一些具有创新性的解决方案。在船舶与海洋工程专业领域的国际*学术期刊Journal of Ship Research、Ocean Engineering和Marine Structures等杂志发表学术论文60余篇， SCI、EI收录40余篇，获授权专利17项(其中2项发明专利完成技术转让)。

第1章船舶设计概要(1)

1.1船舶设计的基本特点和基本要求(1)

1.2船舶设计技术任务书(4)

1.3船舶法规和规范(9)

1.4船舶设计的阶段划分(12)

1.5船舶设计的工作方法(15)

习题(19)

第2章船舶重量重心(20)

2.1船舶在静水中的平衡条件(20)

2.2船舶重量的分类与估算(22)

2.3船体钢料重量估算(25)

2.4舾装重量估算(32)

2.5机电设备重量估算(35)

2.6载重量估算(37)

2.7排水量初步估算与排水量裕度(40)

2.8重力与浮力的平衡方法(43)

2.9船舶重心估算(46)

习题(49)

第3章船舶容量(51)

3.1船舶容量的含义(51)

3.2货舱所需的型容积估算(53)

3.3压载水舱所需的型容积估算(56)

3.4机舱、油水舱等舱室所需的型容积估算(59)

3.5主船体所能提供的型容积估算(61)

3.6舱室容积的校核与调整(63)

3.7舱室容量图(65)

3.8液舱要素曲线(67)

3.9客船的布置地位(69)

3.10集装箱船的布置地位(74)

习题(78)

第4章船舶主尺度确定(79)

4.1确定船舶主尺度的基本要求(79)

4.2确定船舶主尺度的一般步骤(81)

4.3船舶长度的确定(84)

4.4船舶宽度的确定(87)

4.5船舶吃水的确定(89)

4.6船舶型深的确定(91)

4.7船舶方形系数的确定(93)

4.8载重型船舶主尺度的确定(95)

4.9布置地位型船舶主尺度的确定(97)

习题(99)

第5章船舶型线设计(101)

5.1船舶型线设计的基本要求(101)

5.2横剖面面积曲线的特征(104)

5.3棱形系数和中横剖面系数的选择(106)

5.4浮心纵向位置的选择(108)

5.5横剖面面积曲线形状的选择(110)

5.6横剖面面积曲线的生成(113)

5.7设计水线形状的选择(115)

5.8首部型线的选择(117)

5.9尾部型线的选择(119)

5.10侧面轮廓线的选择(120)

5.11型线设绘的基本要求(123)

5.12母型改造法生成型线(125)

习题(127)

第6章船舶总布置设计(128)

6.1船舶总布置设计的基本要求(128)

6.2主船体内体积空间的纵向划分(131)

6.3主船体内体积空间的垂向划分(134)

6.4主船体内主要舱室的布置(137)

6.5上甲板平面空间的规划(141)

6.6上甲板上层建筑的布置(145)

6.7浮态计算与调整(150)

6.8生活舱室的布置(154)

6.9工作舱室的布置(159)

6.10通道的布置(163)

6.11舵设备的布置(166)

6.12锚泊和系泊设备的布置(170)

6.13起货设备的布置(176)

6.14其他舾装设备的布置(181)

习题(184)

参考文献(186) 

本教材紧扣船舶设计的基本原理和基础知识，引导学生会运用船舶原理、船舶规范等来进行船舶总体方案设计。每章都有习题，为了能让读者更好地理解船舶基本概念，教材中穿插有例题。