1、船舶與海洋工程導論一、海洋環境海風：風級：無風、軟風、輕風、微風、和風、勁風、強風、疾風、大風、烈風、狂風、 暴風、颶風臺風：超強臺風（SuperTY）：也即16級或以上。強臺風（STY）：也即14-15級。臺風（TY）：也即12-13級。強熱帶風暴（STS）:也即風力10-11級。熱帶風暴（TS）:也即風力8-9級。熱帶低壓（TD）:也即風力為6-7級。浪成因：海浪主要指表層海水受外力影響而發生的起伏現象風引起的風浪，由日月吸引力的改變而產生的潮汐，由海底火山或地震活動而產生的地震波由船的運動而引起的船波等。海浪的分類；浪級：分類:表面張力波、短周期重力波、重力波、長周期重力波、長周期波、潮

2、汐 波浪級：無浪、微浪、小浪、輕浪、中浪、大浪、巨浪、狂狼、狂濤、怒濤海流：海流是海洋中的水團在天文、水文、氣象等因素或重力作用下沿某一定方向穩定地 流動的現象。海流在近海岸和接近海底處的表現和在開闊海洋上有很大的差別。世界上大洋表層 的海流環流形式，基本上取決于地球上的大氣環流形式，并受海陸分布制約。海流的分類根據起因，由風引起的海流稱為風海流或漂流，由溫鹽分布變化引起的稱為熱 鹽環流，根據不同受力劃分為地轉流與慣性流等根據流動區域劃分為陸架流，赤道流，東西邊界流等根據與周圍流經海水的溫度差異劃分為暖流與寒流等潮汐潮汐是海水在太陽、月球起潮力（或引潮力）的作用下形成的一種周期性漲落 運動。起

3、潮力的大小與太陽、月球的質量成正比，而與太陽、月球至地心距離 的三次方成反比。月球起潮力為太陽的2.25倍。潮汐周期，漲潮，落潮，潮差。大洋中潮差不大，近陸海區潮差較大，但受地形的影響，潮差在各處不相同。二、船舶工程1.國防安全海洋國土資源的爭奪日趨激烈海上生命線的保護迫在眉睫我國石油進口量的80%通過馬六甲海峽運輸，馬六甲海峽是我國海上石油生命 線臺灣海峽安全局勢中日關系需要一支強大的擁有高科技裝備的海上武裝力量船舶分類：按用途：民用船舶；軍用船舶民用：運輸船、工程船、漁業船、工作船和海洋開發船等軍用船舶：航空母艦、巡洋艦、驅逐艦、護衛艦、快艇、核潛艇等按航行狀態：排水型船舶、滑行艇、水翼艇

4、、氣墊船和地效應船按推進動力：非機動船舶、機動船舶按機艙部位：尾機型船、中機型船、中尾機型船等按船主體數目：單體船、雙體船、SWATH按推進器：螺旋槳型船、噴水推進船、吹氣推進船，單槳船、雙槳船和多槳船按照船體材料：鋼船、鋁合金船、木船、鋼絲網水泥船、玻璃鋼船、橡皮艇和 混合結構船按照主體連續甲板的層數：單甲板船、雙甲板船和多甲板船。運輸船按功能分類：貨船：雜貨船、散貨船、集裝箱船、滾裝船、載駁船、液貨(油船，液 化化學品船，液化氣體船，冷藏船)客船及客貨船駁船渡船按生產制造分類：主力船型：散貨船、集裝箱船、油船高附加值船型：液化天然氣船、豪華郵輪、集裝箱船散貨船分類：有單殼和雙殼之分。按照載

5、重量：5 7 10 17方便型(handymax)約5萬噸以內；巴拿馬型(panamax)約7萬噸，船寬限制在32.26m以內；蘇伊士型(suezmax)約10萬噸；好望角型(capsize)約17萬噸以上集裝箱的尺寸：遵循ISO標準通常使用8ftx8ftx20ft和8ftx8ftx40ft兩種。20ft廠的 箱子簡稱 TEU (twenty equivalent unit)。(10000teu 已有)油輪分類按照載重量可分為方便型(handymax)，載重量約5萬噸巴拿馬型(panamax)，載重量在7萬噸阿芙拉型油船(aframac tanker ),載重量在8-10萬噸，“運費型船”或“

6、美 國油輪船”蘇伊士型(suezsize)，載重量在10萬噸左右大型原油船(Very large crude carrier, VLCC，載重量在15萬噸以上f）超大型原油船（Ultra large crude carrier,ULCC,載重量在20萬噸以上按照貨物：原油船和成品油船，通常成品油船也可用于化學品，故有時也叫作 化學品船，成品油船的噸位小于原油船。LNG 船 LPGi. LNG：球冠型（moss type）和薄膜型（membrane），目前薄膜型是發展趨勢。球冠 型通常有5個球冠（后來4個球冠的也已經出現），每個球冠內為球型的壓力 容器；薄膜型的LNG的貨艙為近似的規則長方形，故

7、空間利用效率更高，為 全冷式，通過低溫將天然氣液化。工程船：挖泥船、運泥船、布纜船、起重船、 船舶主要要素與基本性能主尺度LOA :總長LPP:垂線間長LWL:水線長B:型寬D:型深T:吃水F:干舷各種系數船舶組成El外板I船體骨架甲板I船樓i甲板室船舶技術性能浮性a）船舶在一定裝載情況下具有漂浮在水面保持平衡位置的能力。b）船舶的浮態可以用吃水d、橫傾角祖、縱傾角。三個參數表示。c）船舶在正常情況下，通常應處于正浮狀態或者稍有尾傾狀態。穩性船舶在外力作用下偏離其平衡位置而傾斜，當外力消失后，能自行恢復到原來 平衡位置的能力抗沉性船破損浸水后仍能保持不致于沉沒和傾覆的能力。快速性船舶在靜水中消

8、耗主機一定的功率而能達到較高航速的特性，它是由船舶阻力 與船舶推進兩方面綜合確定的。耐波性船舶在風浪中遭受外力擾動而產生各種搖擺運動以及砰擊、上浪、失速、飛車 和波浪彎矩等，仍能維持一定航速在水面上安全航行的性能。船的搖蕩橫搖-船舶繞縱軸的往復搖動縱搖-船舶繞橫軸的往復搖動首搖-船舶繞垂直軸的往復搖動垂蕩-船舶沿垂直軸的上下往復運動，又稱升沉橫蕩-船舶沿橫軸的左右往復運動縱蕩-船舶沿縱軸的前后往復運動常用于橫搖的減搖裝置有：觥龍骨減搖水艙防搖鰭回轉儀減搖裝置操縱性船舶能保持或改變航向、航速、位置的性能，即船舶按駕駛員的指令要求改變或保持其運動狀態的性能航向穩定性：指船舶能自動保持初始航向的性能

9、，包括動態穩定性和靜態 穩定性。回轉性：船舶在操舵后繞瞬時回轉中心作圓弧運動的性能，即指船舶能靈 敏回轉的性能。應舵性“船舶在操舵后最終進入定常回轉之前的運動響應特性稱為應舵性， 它包括轉首性與跟從性。轉首性 表示單位舵角引起的首向角變化快慢。平時，船員希望“來舵”快，就是指轉首性好。跟從性指船舶進入新的穩定運動狀態的快慢。直線穩定性好的 船，其跟從性一般也好。四、船舶設備推進器分類螺旋槳：普通螺旋槳、可調螺距螺旋槳、導管螺旋槳、對轉螺旋槳、串列螺旋槳等其他推進器還包括：風帆、明輪、直葉推進器、噴水推進器等船舶主機為艦船正常航行提供所需的推進動力主機主要有蒸汽機、汽輪機、柴油機、燃氣輪機和核動

10、力裝置等五類。船舶輔機為艦船提供除推進動力以外的各種能量(電能、熱能等)，以保證船舶航行和生活需要錨泊設備i.組成：錨、錨鏈、錨機、制鏈器、錨鏈筒、導鏈滾輪、錨鏈管、錨鏈艙、棄錨ii.作用:a)b)c)停泊用錨：船舶停泊時抵抗風浪流作用力正常操作用錨：靠岸時控制速度、幫助掉頭等 應急操作用錨：避免或減小碰撞、擱淺損失等5.起重設備i. 分類a）按動力源：電動式和液壓式b）按構造：橋架型和壁架型c）按運移方式：固定式和行走式d）按回轉能力：全回轉型、非全回轉型和非回轉型船舶下水重力式下水：預先在坡道上涂上潤滑劑或放上滾木、鋼珠等，利用船舶自身重 力順著坡道下水漂浮式下水（船塢下水）：將水注入船塢

11、，船舶依靠浮力浮起。當船塢內外的 水面平起時，打開塢門，將船開出船塢。五、海洋工程1.海洋資源3 海洋生物資源海洋空間資源海水資源海底礦藏資源海洋能源i. 海洋能源a）風能b）波浪能c）潮汐d）海流e）鹽差f）溫差海上油氣開發世界產油區a）北海b）墨西哥灣c）巴西campos盆地d）西非e）中國渤海f）中國黃海中國產油區a）渤海灣b）東海c）南海：第二個波斯灣；荔灣3-1大型深海氣田海洋權益i.概念：內水、領海、專屬經濟區、公海石油公司殼牌（荷蘭）、BP （英國）、EXXON MOBIL （美國）、康菲（美國）、雪佛龍（美 國）、道達爾（TOTAL）（法國）、瑞典國家石油公司（STATOIL）

12、、巴西國家石油 公司（PETROBRAS）中石油、中石化、中海油六、海洋平臺固定式平臺固定式導管架（樁基式）平臺（Jacket Platform）重力式（混凝土式）平臺（Concrete Platform）坐底式平臺（Bottom-supported Platform）自升式平臺（Jack-up Platform）浮式平臺順應塔平臺（CT）a） 300-600m張力腿平臺（TLP）a） 600-1200半潛式平臺（SEMI）a） 80-3000單柱式平臺（SPAR）a） 550-3000v.浮式生產儲油輪（FPSO）a）單點系泊系統（1）塔架式軟剛臂系泊系統（Tower Yoke）（2）單錨腿

13、浮筒系泊系統（SALM Buoy）（3）懸錨腿浮筒系泊系統（CALM Buoy）（4）轉塔式系泊系統（Turret Mooring System）1）內轉塔式 Intermal Turret2）外轉塔式 External Turret3.干井口：i. 順應式CTii. 張力腿TLPSPAR4.濕井口FPSOSEMISPAR七、甲板平臺的安裝技術1.分類靠岸棲裝（TLPSEMI）a）直接安裝b）組塊安裝海上安裝（SPARJACKET）a）分塊吊裝b）組塊安裝浮吊法通過起重設備將平臺上部組塊整體吊起后釋放，準確落到平臺下部基 座上。浮托法使用運輸駁船運輸上部結構到安裝位置，定位對準后，使用駁船的升 降設施，將上部模塊的質量緩慢轉移到下部結構上。比較浮吊法浮托法起重能力目前最大的起重船起重能力大約14,000 tons普通的單船浮托能力可超過 30,000 tons使用條件受大型起重船數量的限制，檔期排的非常長普通的駁船安裝浮托 裝備后都可以完成使用成本大型起重船的租金非常昂貴，成本較低抗風浪能力駁型作業有義波高在1.5m以內，半潛式作業 有義波高在3m以內作業海況有義波高一般在1.5m以內其他限制半潛式對海域水深有限制受平臺類型、下部基礎 尺寸的限制八、 潛水器三類最重要的潛水器載人潛水器(Human occupied vehicle,簡稱 HOV)有纜遙控水下