2021年湖北自考01231 船舶设计原理教材大纲

第一部分 课程性质与目标

课程性质与特点《船舶设计原理》是船舶与海洋工程专业的专业必修课，是学习者对先修课程和知识的总结和综合应用，是培养学习者船舶设计能力、独立工作能力、知识应用能力和初步科研能力的综合性理论教学课程，是学习者走向社会从事相关工作前最后一个理论教学环节。

课程目标与基本要求课程目标：帮助学习者掌握船舶总体设计的基本原理、特点及方法，初步具有综合分析和解决船舶设计中的技术、经济等问题的能力，为今后从事船舶设计与制造、船舶检验等相关专业技术工作奠定必要的专业知识基础。

基本要求：1、初步了解相关技术方针政策，树立正确的设计指导思想。

2、了解船舶设计工作的内容和方法；

3、学会综合运用所学知识，利用资料进行民用船舶的总体设计；

⑴初步具有分析设计船技术经济矛盾的能力;

⑵掌握确定排水量、主尺度和船型系数的方法和过程;

⑶初步具备型线设计和总布置设计的能力;

⑷学习使用有关规范、规则及部分标准;

与本专业其他课程的关系本课程是专业教学的最后一个理论教学环节。先修课程有：船舶静力学、船舶推进、船舶阻力、船舶操纵与摇摆、船体强度与结构设计、船舶技术经济学、船舶建造工艺学、船舶制图、计算机基础知识等。

第二部分 考核内容与考核目标

绪论学习目的与要求通过本章学习，了解船舶设计工作的特点、方法及基本要求；初步了解船舶设计阶段的划分，并熟悉船舶设计任务书的制定过程及其内容；了解计算机辅助船舶设计的基本情况。

考核知识点与考核目标船舶设计阶段划分（重点）识记：设计阶段划分：A初步设计 技术设计 施工设计 完工设计 B 制定产品设计技术任务书 报价设计 初步设计 详细设计 生产设计 编制完工文件

船舶设计程序：首先由船东编制设计任务书，作为设计依据。

理解：各设计阶段基本内容及特点

A初步设计：初设是按设计任务书进行的，是船舶设计的主要阶段。该阶段所提供的各项技术文件应能表明船的总体性能，据此判断设计船在技术上的经济上的合理性可靠性及满足任务书各项要求的程度，作为审批的依据。

技术设计：初设被审查批准后进行，该阶段主要解决所以主要技术性问题要做大量准准确详细的计算工作，并绘制数量较多的图纸。该阶段所出的技术文件应能满足验船部门的审查承造厂进行生产设计，估算造价。订货及绘制施工图纸等需要。

施工设计：技术设计被审查批准后根据建造厂的具体生产技术条件和船舶各项标准文件制定建造该船所需的船体轮机电气三方面的全部图纸恶化技术文件称为施工设计。

完工设计：船舶在建造施工中会对原设计进行部分调整改动，为反映真实情况在传竣工后按实际情况修改图纸及必要的修改计算。为船部门提供竣工图纸和技术资料，即制定完工文件。

B报价设计 根据船东提出的技术要求或招标书进行设计。内容：初步确定新船的技术条件和形状提供总布置图主要设备清单简要说明书 估算造价。目的：设计方向船东提出报价，力争中标。是船东了解新船概貌及船价，挑选中标单位

初步设计：依据设计技术任务书和造船合同，对造船的总方案作出规划，对船舶的总体性能和主要技术指标进行基数按，对动力装置和各种系统原理图进行设计。该阶段的主要技术文件有：船体技术说明书及计算书。初设为进行造船合同谈判提供了必要的技术文件，也为进行详设提供了必要依据

详细设计：它是依据造船合同及其技术文件或经审查修改后的初设方案进行的，在总体设计的基础上进行细化，最终确定船舶的全部技术性能和船体结构。

生产设计：在详设的基础上，根据承造厂的条件绘制有工艺要求和生产管理指标的图表。特点：1把船舶的设计生产管理通过文件（图 表）有机的体现出来并作为生产依据2 把船体轮机电气等其他专业进行横向融合沟通，构成纵横结合的综合体系，是各专业各工种各施工阶段能进行协调平衡。均衡生产，提高综合生产能力。

船舶设计技术任务书（重点A制定设计任务书之前的论证工作（1运输类型论证2 船型论证）B设计任务书识记：航区、试航速度、服务航速、续航力、自持力

理解：设计技术任务书构成内容

经过以上论证后，可提出新船的设计技术任务书 内容有：1航区（有海船和内河船）航线（分不固定和固定）

2用途（客船货船等） 3船型（指船的建筑特征项上建机舱部位甲板层数等）4 船级（按什么规范哪一级设计像ABC DNV等 走国际航线的还要符合国际规则公约）5动力装置（指主机的类型 功率 转速 台数等）6航速 续航力自持力

船舶设计工作方法（次重点）理解：设计工作方法特点、母型改造法、逐步近似法

计算机辅助船舶设计简介（一般）船舶重量与重心学习目的与要求通过本章学习，理解船舶重量方程式、浮性方程式、民船典型载况；船舶重量重心估算的目的与意义；掌握船舶空船重量重心(钢料、木作舾装、机电) 和船舶载重量的估算方法。

考核知识点与考核目标重量方程式（重点）理解：船舶重量分类与船舶空船重量归类

民船典型载况（重点）理解：出港、到港

重量重心估算的重要性（重点）理解：重量重心估算不准可能产生的影响、重量重心计算的特点与方法

空船重量的分析与估算（重点）理解：影响各项空船重量的主要因素、空船重量的主要估算方法、固定压载与排水量裕度（P10～P18）

应用：重量方程式、浮性方程式、百分数法、平方模数法、立方模数法、修差法

载重量估算（重点）识记：载重量

应用：载重量各项计算

重心估算（重点）理解：重心估算方法

船舶容量学习目的与要求通过本章学习，了解船舶容量对船舶尺度、性能、经济等的影响，掌握船舶容量方程式、积载因素、舱容系数等基本概念；掌握舱容及型深估算公式和方法；明确载重型船舶和布置型船舶不同的容量计算方法；绘制容量图和舱容要素曲线图。

考核知识点与考核目标货船的容积（重点）识记：积载因数、型容积利用系数、散装舱容、包装舱容

理解：船舶主体型容积计算方法、容量校核

应用：货舱容量方程式

客船的甲板面积（次重点）容量图与舱容要素曲线（重点）理解：容量图、舱容要素曲线

船舶技术性能与法规学习目的与要求通过本章学习，能将船舶原理基础理论知识用于船舶设计实践，掌握船舶尺度系数对各项性能的影响及分析方法；掌握各项性能计算、校核方法和规范的应用；理解船舶登记吨位概念；了解与船舶设计有关的法规。

考核知识点与考核目标船舶快速性（重点）识记：海军系数法

理解：快速性的含义、推进系数构成、设计中保证快速性的措施

应用：快速性估算方法

船舶稳性（重点）识记：初稳性、大倾角稳性、完整稳性、破舱稳性

理解：选取初稳性高应考虑的因素、大倾角稳性基本衡准

应用：完整稳性计算及衡准

分舱及破舱稳性（一般）耐波性（一般）识记：船舶耐波性）

理解：设计中对横摇、纵摇、升沉及甲板淹湿性与失速的考虑；良好耐波性要求

船舶操纵性（次重点）识记：船舶操纵性

理解：设计中对操纵性的考虑

船舶最小干舷（重点）识记：船舶最小干舷、载重线标志的含义、最小干舷船、富裕干舷船、变吃水船

理解：最小干舷的基本着眼点、规范的基本精神

应用：船舶最小干舷计算

船舶登记吨位（重点）识记：登记吨位、总吨位、净吨位

应用：吨位计算方法

船舶消防（一般）防止船舶污染（一般）绿色船舶（一般）船舶经济性与船型论证学习目的与要求通过本章学习，对船舶经济性问题有基本了解，基本掌握船舶经济性各指标的定义和估算方法，初步了解船型综合论证方法。

考核知识点与考核目标船舶经济性基础数据（重点）识记：船舶经济性

理解：年运量、船价、年运输成本、年收入与年利润

应用：年营运成本、收入分类及计算

船舶经济性指标（重点）识记：单位运输成本、净现值（NPV）、净现值指数（NPVI）、平均年度费用（AAC）、必要货运费率（RFR）、内部收益率（IRR）、投资偿还期（PBP）

应用：各指标计算

船型对经济性的影响规律（一般）理解：各参数对经济指标的影响

船型论证（一般）理解：船型论证的一般步骤、敏感性分析

船舶主尺度确定学习目的与要求通过本章学习，对前面所学知识进行综合分析和运用，学会确定船舶排水量、主要尺度的理论和具体方法、步骤；掌握方案优化的基本思路和方法。

考核知识点与考核目标船舶主尺度及确定步骤（重点）识记：船舶主尺度、经济船长、经济方形系数、载重型船、布置地位型船、载重量系数

理解：载重型船主尺度确定步骤、布置地位型船主尺度确定步骤

应用：诺曼系数法

选择主尺度的综合分析（重点）应用：选择船长应考虑的因素、选择船宽应考虑的因素、选择吃水应考虑的因素、选择型深应考虑的因素、选择Cb应考虑的因素

(三) 主尺度优化（一般）

理解：主尺度优化的基本概念与内容、优化尺度的常用方法

应用：变值法优化尺度的分析方法

船舶型线设计学习目的与要求通过本章学习，掌握船舶型线设计的基本方法，特别是型线要素选择、自行设计、型船改造、数学船型的基本思路和方法；从理论上分析型线对船舶性能的重要影响；初步具有从事新船型研究的能力。

考核知识点与考核目标横剖面面积曲线（重点）识记：横剖面面积曲线特征参数

理解：棱形系数CP和中剖面系数Cm的选择、浮心纵坐标的选择、平行中体的作用、最大横剖面位置的选择、横剖面面积曲线端部形状与速度关系

应用：横剖面面积曲线修改方法：1-Cp法、迁移法

设计水线（重点）识记：水线特征参数

理解：水线特征参数与速度和其它参数配合关系

首尾轮廓线及甲板线（重点）理解：横剖面形状特征及适用范围、各种尾形优缺点、球鼻艏减阻机理及适用范围、球尾作用、甲板线的设计考虑

型线生成（重点）理解： 型线设计注意事项、型线绘制一般方法、型线绘制一般步骤

应用：中横剖面设计、一般横剖线设计、改造母型船设计法

船舶总布置设计学习目的与要求通过本章学习，初步具备船舶总体布局规划、分舱、纵倾调整、设备布置等的思路和技巧。

考核知识点与考核目标总布置设计的工作内容（重点）理解：总布置设计遵循的基本原则、总布置设计一般步骤、总布置设计主要工作内容

总体布局区划（重点）理解：总体布局区划的主要内容、尾机型优缺点、典型运输货船剖面特征、散货船顶边舱与底边舱的设计理由、油水舱设计注意事项

浮态计算与纵倾调整（重点）理解：纵倾调整作用与方法

舱室及梯道布置（一般）理解：舱室的分类、各类舱室布置一般原则、通道及梯道布置注意事项

舾装设备选型与布置（次重点）应用：舾装数、锚泊设备及定位、系泊设备选择与布置

典型船舶设计实例（略）新船舶与新技术在船舶设计中的应用学习目的与要求通过本章学习，了解部分节能船型与节能装置及在船舶设计中的应用。

考核知识点与考核目标节能船型在船舶设计中的应用（一般）理解：平头涡尾船型设计特点及节能机理、双尾（鳍）设计特点及节能机理、不对称船型设计特点及节能机理、隧道尾型船型设计特点及节能机理

节能技术在船舶设计中的应用（一般）理解：前置导管设计特点及节能机理、进流补偿导管设计特点及节能机理、反应鳍设计特点及节能机理、最佳纵倾航行节能原理

第三部分 有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次要求为递进等级关系，一般情况下，后者建立在前者的基础上，其含义是：

识记：要求考生能够对大纲中的知识点，如设备定义、类型、作用等有清晰准确的认识和表述，并能做出正确的判断与选择。

理解：在识记的基础上，要求考生能够对大纲中各种设备的特点和性能、工作原理、计算公式等有一定的理解，清楚它与有关知识点的联系与区别，并能做出正确的表述和解释。

应用：要求考生对大纲中种设备的特点和性能、工作原理、计算公式等熟悉和理解的基础上，能解决简单的计算、校核或应用问题，也可运用多个知识点，分析、计算或推导解决稍复杂的某些问题。

二、教材

指定教材：《船舶设计原理》 （第二版）方学智 主编，清华大学出版社，2014年6月。

三、自学方法指导

1、在开始学习教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、本课程既有较强的专业理论性，也有很强的实践性，对学生专业基础知识的掌握要求较高。在自学过程中，要结合本课程特点，对过去所学专业基础和专业课有所侧重地进行复习和回顾，若条件许可，最好结合船舶设计实例进行学习。由于本课程专业性很强，涉及专业知识较多，自学过程中不能靠死记硬背，必须要在理解的基础上，按大纲顺序，由表及里，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、完成书后作业和适当辅导练习作业是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注意理论联系实际和具体问题具体分析。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次的高低两者不完全等同，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、在有条件的情况下，开展现场教学，加强感性认识，帮助学生提高理解能力。

9、助学学时：本课程共5学分，建议总课时90学时，其中助学课时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为30%, “理解”为 50％，“应用”为 20％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为3：3：3：1。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。

5、试题类型一般分为：填空题，简答题，选择题，计算题，综合分析等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例

(一)填空题

1．通常船舶设计分为船体设计、和三大专业设计；

（二）简答题

1．简要说明载重型船和布置地位型船设计步骤。

（三）选择题

1．通常的运输船舶船长常选用（  ）。

A)临界船长；B）阻力最小船长；C）经济船长 D）极限船长