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第1篇：流體力學在船舶中的應用范文

關鍵詞：船舶動力裝置；能源動力；教材改革

一、課程情況簡介

“船舶動力裝置”是熱能與動力工程專業本科生的一門專業主干課，國內知名的理工院校如上海交通大學、大連理工大學、大連海事大學等均將其列為專業必修課。該課程在學生已學習工程熱力學、工程流體力學等課程的基A上，著重教授柴油機、燃氣輪機、蒸汽動力、核動力和聯合動力裝置等典型動力形式的工作原理和結構特點，以及船舶發動機的總體布置需滿足的各種條件；培養學生在船舶總體設計中各方面的初步協調能力，為今后從事熱力發動機的工程設計和技術實踐打下較為扎實的理論和專業技術基礎。

二、教材使用情況

“船舶動力裝置”課目前正在使用的教材為哈爾濱工程大學出版社出版，由張志華教授編著的《船舶動力裝置概論》一書，這本書主要介紹船舶（軍、民用）動力裝置系統的組成、結構、工作原理、性能及發展。其中包括船舶內燃機、燃氣輪機、蒸汽鍋爐及汽輪機、核動力、聯合動力裝置、軸系傳動、特種動力裝置等核心知識。該教材與我校的三海一核辦學理念一致，能夠起到很好的教學作用。但此書編著于1999年，至今已有15年的時間，書中對于動力裝置的各種性能指標介紹較目前最先進的動力裝置形式相差較大，在教學過程中需要執教教師補充相關最新指標知識。此外，書中對于不同動力裝置形式如何在船舶中布置，以及布置時需要面臨和解決的問題講述較少。因此，為達到更好的教學效果，需要更新該教材的部分知識點。

三、更新教材的意義

“船舶動力裝置”這門課程是一門專業導論課，該課程旨在為后續專業課的深入學習奠定基礎。此外，內燃機、燃氣輪機、熱能工程專業的學生可以通過該門課程的學習，對船舶柴油機、燃氣輪機、蒸汽動力裝置、核動力裝置、聯合動力裝置、特種動力裝置有所了解，掌握各種船用發動機的特點、結構組成、工作原理、適用方向、主要相關附屬設備的構成與作用及船舶發動機的總體布置需滿足的各種條件等。

通過更新教材，可以培養學生在船舶總體設計中各方面的初步協調能力，使他們在日后工作中能夠解決發動機的工程設計和技術實踐中的相關問題，具備較為扎實的理論和專業技術基礎。

通過更新教材，可以縮短課堂與工程實際的距離，激發學生創新能力，建立完善的知識體系以滿足工程應用需要，為工程實際培養可用、頂用的創新型人才。

四、如何更新教材

為滿足現有教學需要，計劃從以下幾個方面對現有教材進行更新。

一是收集國內外相關文獻中對于船舶柴油機、船舶燃氣輪機、船舶蒸汽動力和船舶核動力的相最新研究報告，從中獲取相應的指標參數。

二是整理相關專業的研究成果，總結不同船舶動力裝置未來發展的趨勢，以便在后續的教學環節中，有針對性地引導學生向該方向發展。

三是設置不同噸位與用途的船舶形式、指標參數、動力裝置形式、布置方式等資料，在教材中引入設計環節，以實際船舶的動力布置使學生了解從動力裝置至推進裝置間的各種設備連接、使用情況，達到學以致用的目的。

四是請相關專業課的授課教師幫助引入后續深入學習時的重點內容，在教材內以重點、難點的形式加以強調。

船舶動力裝置這門課程旨在引導學生了解各種典型動力裝置在實際中的應用，注重各類船舶動力裝置的結構、特點、工作原理的介紹。通過對比現有教材和人才培養目標，提出《船舶動力裝置》教材改革的若干建議，期望有助有優質教材的出版，進而為我國船舶動力行業培養更多的優秀人才。

參考文獻：

[1]孫自力，李憶辛，許寶森.船舶動力裝置技術專業教學改革研究與實踐[J].遼寧高職學報，2001（4）：76-78.

[2]任莉，李華彥，張文孝.船舶動力裝置課程設計的教學改革探討[J].裝備制造技術，2013（8）：207-208.

第2篇：流體力學在船舶中的應用范文

[關鍵詞]碰撞 船間效應 預防

中圖分類號：TN364 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）19-0318-01

引言

船舶碰撞事故，是對船舶、貨物、人員生命安全威脅較大的海損事故之一。船舶在彎曲、航道寬度較窄的條件下對遇和追越，稍有不慎便有碰撞的可能。近年來船舶碰撞事故屢有發生，給國家財產和人民生命造成巨大損失。所以探求船舶避碰及其防治，減少這類事故及其損失，促進水運發展十分必要。

一、 由于技術原因引起的碰撞

（一）錯誤的選擇避讓舷側，比如兩船或兩個船隊在彎曲航段中要保證安全對駛通過，很關鍵的環節就是根據雙方船舶或船隊的操縱性能、航道、氣象條件等，正確選擇會讓舷側。如果忽視了，就可能造成緊迫局面或造成碰撞。

（二）兩船會讓地點選擇不當，兩船相遇，無論是對駛還是追越，會讓地點的選擇是很重要的。很多事故的發生是在航標導線的交接點附近。其原因之一是兩條導線都有交角，船舶駛進導線時，船舶產生偏擺從而不易穩住船位。其二相遇兩船值班人員對對方的船位、 性能、 動態等，估計不準確，可能出現錯誤。特別是在夜晚和能見度不良時。

（三）操縱技術不當或錯誤。船員操縱的主要錯誤表現在應急操縱和會讓過程中，以應急操縱最為突出，如在該過程中對車、舵使用不當，最終造成事故。

二、 由于船間效應發生的碰撞

流體力學中，任何對稱的物體在無界流體中運動時，只受到流體阻力的作用，但對于非對稱物體，或對稱物體在物體在另一物體旁近運動時，由于物體表面的速度和壓力分布的對稱性被破壞，流體除對物體有阻力作用之外，還受到橫向力的作用。當兩船相互接行線航行，由于其間的液流收縮，在兩船之間的流速將超過外側的流速。因此，在作用在每一條船上兩面的流壓力便不相等，結果在兩船間產生相互作用的橫向力，這個力使得兩艘船相互吸引。而當船舶在水面上運動時，他們之間所產生吸引力，不僅由于船體之間液流收縮的緣故，同時由于船體形成的波系相互作用也產生引力。

船舶在近距離上對駛或追越或駛過系泊船時，在兩船之間產生的流體作用，將使船舶出現互相吸引、排斥、轉頭、波蕩等現象，稱之為船間效應。主要表現為：（一）吸引與排斥，首尾對它船排斥，船中對它船吸引；（二）波蕩：處于它船發散波中的船舶，由于相對于波的位置不同而受到加速或減速的現象，稱之為“波蕩”；（三）轉頭，處于它船發散波中的船舶，當其斜向與發散波遭遇時，波峰處的船體受波的前進方向的力，波谷處的船體受相反方向的力，從而導致船舶轉頭。

船舶之間由于船間效應而最終導致船舶碰撞的事故也是船舶發生事故的重要原因。

三、 違反航行規則造成的碰撞事故

航行的規章制度是船舶航運的重要指導，能有效減少或避免事故發生，但是某些內河區域，在船值班人員不懂航章或無證駕駛嚴重，值班人員違反行規的事屢見不鮮。如在航行水域內，違章航行或隨意將船舶交給無證的實習人員操縱；在狹水道內強行對駛或是追越他船；雙方沒有互留更大的避讓余地；會讓雙方不按規定交換信號；發信號方未等到他船回復就采取行動；對待值班馬虎大意，；最終造成碰撞事故?？梢姶瑔T值班應時刻以行規為指導，采取正確的做法，最大限度的避免或減少碰撞的損失程度。

四、 船舶配碰撞事件的預防

（一）技術性事故的預防

要避免船舶碰撞的發生，首先是認真抓好船員技術水平，遵守法規，樹立良好的責任心。駕駛人員應該接受技術培訓，提升業務水平。船員的實踐能力應該以理論知識為指導，值班時正規t望是避讓成敗的關鍵，疏于t望是導致碰撞的前因，駕駛人員應該認真t望，堅持連續觀察；航行中船舶應始終保持安全航速，一但外界因素變化時，對安全有影響時，能夠立即改變航速，以便敏銳的采取措施，做出正確的反應；船舶航行時，要遵守避讓規則，以確保船舶安全航行。避碰規則使船舶航行的指導，是保證船舶安全的法定規則，要認真領悟規則條款，熟練應用；做好船舶駕駛員交接班，按照規定了解本船舶周圍狀況，確保船舶安全航行；發生碰撞時間極其短促，周圍狀況瞬息萬變，緊急狀況下采取措施要堅決果斷，不要猶豫，避免錯失良機。

（二）船間效應引發事故的預防

首先，追越兩船間的船間效應及預防。在A船首與B船尾平時，前船易出現內轉，發生被后船船首觸碰；當兩船相重疊部分為船長的2/3-3/4時，將出現危險的轉頭運動.

主要的預防措施：1.選擇平直、通航密度小的航段進行，避免在狹窄彎段或淺灘處追越；2.追越前須用VHF或聲號征得被追越船的同意；3.被追越船同意追越，應盡量讓出航道、減速至維持舵效；追越船應加車，加大兩船間距，以便減小兩船間的速度差，減小兩船平行時間；4.深水中快速追越時，兩船間距至少保持大船的一倍船長，最好能大于兩船長之和；港內低速追越時，兩船間距至少保持一倍船寬，但為安全，最好能保持大船一倍船長；5.一旦相互作用明顯而有碰撞危險時，則追越船應減速、停車或倒車，并用舵制止偏轉；被追越船應適當加車以提高舵效，抵制偏轉。

其次，對駛中兩船的船間效應的預防

主要的預防措施：1.應避免在復雜航段會船；2.對駛前應減速慢行，盡量保持兩船間距大于大船的船長；3.待兩船首相平時，切忌用大舵角抑制船首外轉，否則將導致船首進入對方船中部低壓區時加速內轉而引起碰撞。適當加車以增加舵效，穩定船首向，減少通過時間。

最后，影響船間效應的因素

船間作用力與間距的4次方成反比；船間作用力矩與間距的3次方成反比；兩船橫距兩船船長之和時，船間效應出現； 對駛局面持續時間短，船間效應作用影響小；追越局面持續時間長，船間效應作用影響大；小船受影響大；淺水中比深水中船間效應大。

根據經驗兩船對駛或追越其安全橫距最少保持在2―3個船寬以上，以確保安全。

（三）違反航行規則造成事故的預防

主要預防措施：不斷提高船舶駕駛技術，建立健全駕駛技術指導；加強船舶駕駛技術教育，提高駕駛人員技術文化素質；強化海事監督，及時糾正違法行為；加強船員對法規和安全方面教育，培養船員遵守法律的責任感；加大監管機關的執法力度，堅決杜絕徇私枉法等行為。

參考文獻

第3篇：流體力學在船舶中的應用范文

關鍵詞：船舶設計能力 關鍵技術 前沿技術 配套能力 人才培養 創新研發能力

引言

我國的造船業從解放初期發展至今，大致可以分為三個階段：第一個階段是解放初期到改革開放，這個階段是艱苦創業打基礎的時期；第二個階段是從改革開放到20世紀末，這20多年來，造船業得到了穩健全面的發展，開始逐步走向國際化；第三個階段是從2000年至今，這是一個高速發展的階段，我國造船企業的勞動力優勢和產能優勢使得其在國際市場上占有較大的市場份額。

眾所周知，造船業是一個資金、技術和勞動三要素高度密集的產業，我國最大的優勢是勞動力成本低，資金也較為雄厚，海岸線長，南北跨越4個溫度帶，從而為我國造船業提供了很好的自然條件，但目前無論是設計、建造技術能力還是管理水平及創新能力都和日韓、歐洲的差距還很大，總體水平與日本相差15年，與韓國相差10年左右。

我國造船業相對發達國家比較落后

相對于發達國家而言，我國造船業比較落后，主要體現在船舶設計概念落后，抄襲嚴重，沒有創新，設計與建造相脫節，建造與使用脫節，不注重標準化等方面。目前我國船舶工業發展已經進入了從大到強的關鍵時期，在加強船型的研發、儲備及進一步優化產品結構打造精品船型提高核心競爭力的同時，盡快提升管理水平，提高造船效率、質量及節能環保水平。

（一）設計和建造脫節

設計已經成為制約我國造船業發展的瓶頸，要想成為世界第一造船大國，就必須盡快解決這一問題。國內造船，設計院與船廠、船東完全脫節。日韓的設計通常是自己開發的船型，通過不斷優化，做成拳頭產品。不僅能把船舶的設計圖做出來，還能把一些建造和管理的信息反映出來，比如建造的流程，工序的先后，工時的多少，甚至做某個東西電焊要多少工時、裝配要多少工時等，都反映得一清二楚。國外的設計基本可以把鋼材的重量、涂裝的面積、焊縫的長度全部標注出來，管理者通過圖紙就可以排出計劃，安排生產，可以做到負荷平衡和物流均衡，這一點國內設計目前還做不到。

（二）船舶自身偏重

我國船廠設計出來的船舶產品，其自身重量往往普遍高于國外同類產品，有些船型的自身重量要比日、韓船廠超出不少。這只是我國船舶設計水平與國外差距的一個方面。比如，上海外高橋建造的阿芙拉型10.5萬噸原油輪是在韓國設計的，如果由國內設計的話，其自重就要超出1000噸左右。按80％的利用率計算，這超出的1000噸自重意味著船廠至少要多購買1250噸的鋼材；船舶自重增加，不僅使船東的建造和日后營運成本相應地增加，船廠在鋼板切割、加工、焊接、安裝等方面需要額外支出，而且也使船舶的載貨能力相應減少，耗油等營運成本的增加和載貨量的減少會影響船舶整個生命周期20-25年。

我國造船自重比日韓造船重的原因在于：一是國內設計人員在成本意識和安全意識上很難找到一個最佳的平衡點，因而往往把安全系數取大，較少考慮到這個系數取大會增加船廠多少成本和船東營運多少；二是計算也不精細，因而也導致自重增加；三是在布局上也有差距，國外公司的設計往往把不能裝貨的空間壓縮到最小，所設計出來的船型從側面看呈L型，甲板的上層建筑非?？拷奈膊?，裝貨空間很大，而國內設計的上層建筑則要偏向中間，考慮的是機艙大，布置方便，但裝貨的空間減少了，降低了所造船舶在實際營運時的競爭力。

國外造船在船舶設計上充分掌握了應力分布、流體力學等技術，可以用細梁的地方不用粗梁，可以用薄板的不用厚板，因此船舶自重就會得到合理的縮減。自重小了，載重量就增加了，實際裝貨能力也增加了，對動力的要求也少了，產品性價比得到進一步提高，競爭力就強了。

（三）船舶建造與使用脫節

建造和使用脫節，造成了諸多的重復勞動和錯誤的出現，協調不夠，生產效率和產品質量跟不上形勢的要求。船舶系統管理混亂，國內船廠普遍嚴重缺乏專長性人才，建造出來的船舶不論從美觀上還是使用上都存在諸多不足：

一是船舶自重增加，不僅增加了船舶的建造成本，也增加了船舶實際營運成本，沒有很好地融入節能環保的理念。

二是在船舶布局上也有差距，國外公司的設計往往把不能裝貨的空間壓到最小，而國內則比較隨意，大大減少了船舶裝貨的空間。

三是管系制造質量不高且在船體上布局也不合理：管系制造是船舶建造的重要組成部分，船舶管系制造和布局是確保船舶動力裝置、甲板設備、壓載系統、生活設施等設備正常運轉和船舶安全航行的關鍵，更是延長船舶使用壽命的重要保證。過去我國大多數造船企業對管系制造和布局嚴重缺乏重視，這使我國船舶管系制造的生產設計、制作工藝、焊接標準、表面處理、以及總體布局、安裝要求等方面一度很難滿足船舶工藝技術要求，影響了主機的投油、液壓系統的調試、高壓系統的密封、壓載系統的調整。也使船舶生活區及設備間顯得特別凌亂，也不利于在船舶營運過程中對管系的維修保養。而且由于管系安裝周期過長，清潔工作不到位，制造質量不穩定，往往致使船舶在營運過程中油路和油頭堵塞，影響了我國造船的聲譽，也影響了我國造船業整體水平的提升。

（四）船舶配套能力發展滯后

從造船業本身而言，今后技術能力、管理水平和生產效率等內在因素對造船企業競爭力的作用將會變得越來越明顯。我國不能生產許多船用關鍵設備，仍然嚴重依賴國外進口。國內提供建造高技術和高附加值船舶所用設備的能力還嚴重不足，船用設備工業的低水平低質量的發展成為了未來我國造船業發展的瓶頸。我國船舶工業要想贏得競爭優勢，必須盡快實施戰略轉型。當前我國船舶配套工業應加快提高本土化船用設備的供應能力和新技術的研發能力，實現大部分船用設備的本土采購；同時進一步推進制造企業的專業化重組與協作，充分發揮規模經濟和產業集群的作用，提高資源配置效率；船舶配套業的發展對造船的發展起到至關重要的作用，造船業“做強做大”中很重要的一環在于船舶制造的配套業。目前國內船舶配套自給率僅在50%左右，而日本和韓國的船舶配套自給率則都高達90%以上。

長期以來，我國在船用設備領域的研發投入嚴重不足，我國船舶配套業總體技術水平和研發能力嚴重滯后，船用核心部件大部分都需要依賴從國外進口解決；部分國內產能也都是授權許可證生產，產量滿足不了實際需求；我國自行設計制造的部分船用設備產品品牌認知度還很低，也無法在世界范圍內享受維修等配套服務，得不到國際船東的認可，只能為沿海小型船舶和內河船舶配套服務。目前我國船用甲板機械缺口近50%；部分船用艙室設備、船舶通訊導航自動化系統等其他設備技術水平相對滯后，配套能力缺口更大。

（五）船舶的推進技術落后

在種類繁多的船用設備技術中，船舶推進系統應該是船舶最核心的部分，我國在船舶推進系統領域一直努力發展本國技術，我國柴油發動機主要依靠進口技術。通過許可證生產諸如MAN-B&W和瓦錫蘭等名牌柴油機，迄今為止，我國還沒有一家發動機制造商成功生產出擁有完全自主知識產權、自行設計的發動機。我國制造的絕大部分民用柴油發動機仍然是通過許可證生產的國外型號的仿制品。據統計，從1999年起，我國設計生產的發動機僅占建造船只所裝備的四沖程中速柴油發動機的11%，占大型民用船只配備的二沖程低速柴油機的比率還達不到1%。

（六）高素質人力資源短缺及研發能力成為影響我國造船業發展的瓶頸

從造船員工的數量來看，我國船舶工業有著相當大的優勢，造船市場勞動力相對充足，從人員素質比較，韓國造船員工的素質最高，他們已經普遍掌握了相當的技術技能，適應能力強，計算機應用水平高，而中國造船工人的素質最低，在費用支出方面，我國員工的工資最低，日本最高。低工資低福利的狀況，影響了員工創新的主動性和積極性，也影響了員工長久從事該行業的打算。

我國擁有20多個專業齊全的造船科研院校和研究所，培養了大批船舶設計和建造專業人才，雖然在人才數量上超過了韓日，但是在造船人才素質上和科研能力上都與韓日還有一定差距。我國船舶專業本科畢業生每年不足1000名，大約有一半畢業后不再在船舶行業工作，同時學校教學與實踐有較大的脫節，學生畢業后不能很快地投入實際工作，另外我國船廠大量勞務工社會福利保障不全，工作也不穩定，沒有長遠打算，熟練工流失嚴重，如此生產出的產品工藝肯定與先進國家有一定差距。

（七）在數字化船舶設計和船舶建造技術方面相對落后

我國骨干船廠引進國外先進的船舶設計軟件系統，如TRIBON和CADDSS等，并不斷地進行二次開發及應用探討，已初步建立了面向造船過程的計算機輔助數字化設計系統。目前數字化設計船舶基于3D模型的CAD／CAM雖已得到了廣泛應用，但送審設計和生產設計之間的信息載體仍為紙質圖紙，作為建造船舶的電子模型遠沒有實現。數字化的應用也局限于設計分析階段，在船舶建造過程中CAE的應用程度相當低，而數字化造船更強調CAE技術在制造過程中的應用。在船舶設計周期方面，日、韓等國先進造船企業船舶平均設計周期為100天左右，而我國船企一般要1年才能完成。

在數字化造船技術方面，世界船企競爭激烈，采用軟件主要有CAD／CAM系統、NAPA三維CAD系統軟件、Tribon造船系統等，其中Tribon造船系統是在當今造船界中最為流行的，受到很多船廠的青睞。總體而言，日本船企造船數字化技術應用整體水平最為先進，其次是韓國，而在數字化生產技術方面，我國與日韓造船業差距更大。

結論

從產業競爭力角度來看，一個國家的任何一個產業可以在某個階段沒有新產品，但絕不可以沒有自己的創新體系和新產品的研發。如果不能建立自己的創新體系、研發體系和人才發展體系，難以實現自身長足的發展和科技進步。近幾年來，國際海事組織（IMO）不斷以強制性公約、規則等形式來加強對海洋環境乃至大氣環境的保護。同時，越來越多的國際非政府組織、行業組織等也不斷制定和推出新的行業標準，一些發達的國家和地區也在醞釀著指定或推行更為嚴格的區域性標準，這些對環保要求的日益嚴格，在很大程度上表明推進綠色造船是未來船舶工業發展的大趨勢，綠色造船的發展趨勢必須引起船舶設計和制造企業高度重視并加以研究。

我國造船業必須引入新的戰略思維，那種原有通過擴大產能或單純進行技術研發的發展思路已經行不通了。應盡快通過加強集成創新和引進、消化吸收、再創新，分期分批突破和掌握一批關鍵技術和前沿技術，不斷加大設計和創新的深度和廣度，提高船型開發的整體能力和船舶建造的前沿科技含量，加大對關鍵共性技術的研發力度，提升船舶建造產業關鍵技術研發能力和創新能力，形成具備自主知識產權的產業體系，為實現船舶工業的可持續發展提供強有力的支撐。強化在國際海事組織中的話語權，積極參與國際海事組織對船舶建造標準的制定，同時依托技術平臺構建起相對完整的產業鏈和產業集群，是推進我國造船業產業結構調整、國際產業優勢地位提升和持續穩健發展的必由之路。

參考文獻：

1.湯維余.造船材料.哈爾濱船舶工程學院社，1994

2.吳潤輝.船舶焊接工藝.哈爾濱工程大學出版社，1996

3.顧善明.船用材料與加工工藝.人民交通出版社，2002

4.龔海燕.造船工程管理.哈爾濱工程大學出版社，2009