船舶与海洋工程导论资料

1、 风的成因、影响因素

2、 蒲福风级表0~12十三个风级,台风的定义(相当于级及以上的风?)

3、 风的作用力。

4、 波浪的定义,分类。

5、 波浪理论(线性波理论)。

6、 波浪力(莫里森方程及应用)。

7、 怎样求某一重现期的设计波高?

8、 潮汐的定义,潮汐静力学原理及其局限。

9、 海冰对结构的作用力的特点

10、 沿岸泥沙运动的原理:波浪掀沙、沿岸流输沙。海工结构物对沿岸输沙的影响。

11、 以三峡工程为例,简述修建大型水坝面临的主要问题。

12、 港口吞吐量排名

13、 世界船舶需求:2001-2015年年均需求量约为4400万-6000万载重吨

14、 世界造船市场份额:(2005年)中国20%,日本29%,韩国33%,其他18%。全球贸易持续增长;船型结构面临重大调整;发达国家的船舶工业正在外移。造船产业正在加速向中国转移,我国船舶工业正面临重大历史机遇。

15、 国内大型船厂:江南造船集团有限责任公司(江南造船厂);沪东中华造船集团有限公司;上海外高桥造船有限公司;大连船舶中共集团有限公司;广州广船国际股份有限公司,等。

16、 主要船级社:中国船级社(CCS)、美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、劳埃德船级社(Lloyd's Register) 、法国船级社(必维国际检验集团, Bureau Veritas) 、德国船级社(Germanischer Lloyd) 。

17、 船舶分类:

i )按用途可以分为民用船舶和军用船舶:民用船舶包括运输船、工程船、渔业船、工作船和海洋开发船等;军用船舶包括航空母舰、巡洋舰。驱逐舰、护卫舰、快艇、核潜艇等。 ii )按航行状态可以分为排水型船舶、滑行艇、水翼艇、气垫船和地效应船等。

iii )按推进动力可以分为非机动船舶和机动船舶;

iv )按机舱部位可以分为尾机型船、中机型船、中尾机型船等。

v )按船主体数目可以分为单体船和双体船以及SWATH ;

vi )按推进器可以分为螺旋桨型船、喷水推进船、吹气推进船,单桨船、双桨船和多桨船

vii )按船体材料可以分为钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥船、玻璃钢船、橡皮艇和混合结构船;

viii )按主体连续甲板的层数可以分为单甲板船、双甲板船和多甲板船。

18、 运输船:按功能分类可分为货船(主要包括杂货船、散货船、集装箱船、滚装船、载驳船、液货船(油船、液化化学品船、液化气体船、冷藏船) )、客船及客货船、驳船、渡船。按生产制造分类可分为主力船型(散货船、集装箱船、油船),高附加值船型(液化天然气船、豪华邮轮、集装箱船)

① 散货船(Bulk carrier) :散货船指专门运输谷物、矿砂、煤炭等大宗散装货物的干货船,但习惯上不运载散装液化货与散装特殊货,如砂糖、木屑等。

特点:单层甲板、尾机型、船体肥胖、航速较低,装载效率高,装载吨位可以较大,且日趋大型化。通常货舱两侧设置斜顶边水舱,舭部设置斜底边水舱。现在散货船的设计要遵循船级社通用规范 (Common structure rule for bulk carriers)

② 集装箱船(Container ship) :特点:货舱口的尺寸大;舱内设置导轨和桁材组成的格栅结构。为了加强抗扭强度,舷边设计成双壳,并设置抗扭箱等结构。装卸效率高。航速较高。现在最大的集装箱船已经设计出10000teu 的集装箱船。12000teu 的集装箱船也在积极开发设计进行中。

③ 滚装船:特点:货物进行水平装卸,而不用吊车。因此装卸效率高,运输成本和装卸费用低,造价较高。货舱利用率低。适用于繁忙的短程航线。

④ 载驳船:特点:也叫母子船。由一大型机动母船运载一批统一规格的驳船。卸货时不必经过码头,驳船由母船卸到水中后,由拖船或推船运送到目的地。

⑤ 液货船:主要有油船(Oil tanker) 和液化气体船(LPG, LNG) 两类

⑥ 客船及客货船:对客船的要求可以归结为安全可靠,舒适方便,航速较高,美观大方;对于内河船舶,还要求操纵性好,航行时兴波小。

19、 挖泥船:绞吸式挖泥船利用绞刀将水底泥砂搅碎,形成泥浆,再由泥泵把泥浆吸入吸管,然后排到岸上。可连续工作,效率高,经济性好,适合于内河、湖泊、沿海港口码头等水域工作。适应波浪能力差。水流过大时施工有困难。

20、 军用舰艇:军舰指执行军事任务的舰艇。可以分为作战舰艇和辅助舰艇。军用舰艇要求船体坚固,有足够的强度,有的船体外壳装有装甲或在要害部位装有装甲,军舰对抗风和抗沉要求较高,通识还要求有较大的机动性和自给能力,采用大功率的动力装置。 ① 护卫舰:护卫舰是以舰炮,导弹,水中武器(鱼雷、水雷、深水炸弹)为主要武器的中型或轻型军舰。它主要用于反潜和防控护航,以及侦察,警戒巡逻,布雷,支援登陆和保障陆军濒海翼侧等作战任务,在吨位和火力上仅次于驱逐舰的水面作战舰只。

② 驱逐舰:19世纪70年代出现一种专门发射鱼雷的可以摧毁大型军舰的鱼雷艇,被称为―鱼雷艇驱逐舰‖的军舰。

现代驱逐舰装备有防空、反潜、对海等多种武器,既能在海军舰艇编队担任进攻性的突击任务,又能担任作战编队的防空、反潜护卫任务,还可在登陆、抗登陆作战中担任支援兵力,以及担任巡逻、警戒、侦察、海上封锁和海上救援等任务。

③ 航空母舰的特点:

21、 船舶主尺度:LOA: 总长 B: 型宽 LPP: 垂线间长 D: 型深 LWL: 水线长 T: 吃水 F: 干舷

22、 三个主要剖面:中纵剖面、中横剖面、设计水线面

23、 船舶形状的描述——型线图

24、 船舶组成图:

25、 舱室:

26、 船舶技术性能:主要有浮性、稳性(重心G 和浮心B 的相对位置)、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性等。

27、 船舶阻力分类:水阻力(静水阻力、汹涛阻力)和空气阻力;船舶阻力的研究方法:试验方法(模型试验、实船试验);理论计算分析(理论分析、计算分析、CFD 数值模拟)

28、 船的六个自由度运动:

29、 常用于横摇的减摇装置有:舭龙骨、减摇水舱、防摇鳍、回转仪减摇装置。

30、 船舶设备主要有:推进器、船舶主机与辅机、舵、锚泊设备、系泊设备、起重设备等。

31、 推进器:螺旋桨是最常见的船舶推进器。其他推进器还包括:风帆、明轮、直叶推进器、喷水推进器等。

32、 船舶主机:为舰船正常航行提供所需的推进动力。主机主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装置等五类。

33、 船舶辅机:为舰船提供除推进动力以外的各种能量(电能、热能等),以保证船舶航行和生活需要。

34、 舵的作用:在(桨)舵配合下,具有稳定航向、改变航向和作回转运动的功能。舵由舵叶、舵杆、连续杆、支承部件等组成,统称舵系。

35、 锚泊设备:组成:锚、锚链、锚机、制链器、锚链筒、导链滚轮、锚链管、锚链舱、弃锚器等;作用:停泊用锚(船舶停泊时抵抗风浪流作用力);正常操作用锚(靠岸时控制速度、帮助掉头等);应急操作用锚(避免或减小碰撞、搁浅损失等);性能要求:锚

的结构和形状应使其具有较大抓重比;抛锚时容易抓入泥土、且抓土稳定、适应性强;使用方便、保养容易;起锚时应易于脱离泥土、清洗方便;结构坚固可靠、成本低。

36、 锚的分类、操作

37、 系泊设备:船用缆绳、系缆装置、导缆装置、系泊机械等。

38、 在水面上的船舶受力包括:重力:包括船舶自身重量(如船体、机器设备重量)和船舶载重量(如燃油、货物、人员、压载水重量)之和;水压力;其它作用力:波浪,风、机器的振动力等。

39、 总纵弯曲

40、 船底形式:横骨架式的单层底结构主要由肋板、中内龙骨和旁内龙骨组成,主要适用于拖船、渔船、老式油船和一些小型的内河船舶。纵骨架式单层底结构主要由内龙骨、船底纵骨、肋板等组成。双层底结构,是指由船底板,内底板,舭列板及其骨架组成的底部结构。

41、 甲板:主要承受总纵弯曲应力,因此在大中型船舶中普遍采用纵骨架式。

42、 船舶遭到碰撞或者搁浅时,船首是比较容易遭到破坏的部位。另外船首还可能遭到甲板上浪和抨击,因此船首结构的合理布置是保证全船安全性的重要保障。

43、 船体振动的危害:船体结构的疲劳损坏;影响船舶设备和仪器的正常工作,降低精度,减少寿命;影响船上人员的生活和工作;产生噪音。

44、 船舶减振的基本原理:改变结构的固有频率或激励频率以避免共振;减小激励的幅值与减小激励的传递以降低强迫振动的程度;增加结构刚度和阻尼以降低响应等。

45、 共振:当激励力频率接近船舶固有频率时,会产生共振现象。此时振动幅度将迅速增大,因此共振对于船舶的危害是非常大的,设计时必须避免共振。

46、 船舶设计通常分为初步设计、详细设计、生产设计和完工文件四个阶段完成。

47、 初步设计阶段:这一阶段的主要工作,是在深入分析任务书和调查研究的基础上,从全局出发,提出船体、轮机、电气不同专业方面的各种可性方案,进行分析比较,得出一个能满足船东要求的合理的设计方案。常用的设计方法:母型改造法。

48、 船舶建造工序:放样、号料、钢材预处理、船体构件加工、船体装配、船舶舾装、船舶涂装、船舶下水、船体密性试验及倾斜试验、航行试验

1)放样:根据设计图纸按一定比例进行船体型线和构件的放大工作。是船舶建造中的第一道工序。通过放样可以取得较光顺的船体型值及构件在船体上的正确位置、形状和尺寸,为号料、加工、装配等后续工序提供施工依据,并对放样过程中暴露出来的设计错误或不合理之处进行修正或改进。

2)号料:号料是放样的后道工序,是将放样展开后的船体构件外形,一句草图、样棒、样板、样箱或者投影底片等,复制到钢板或者型钢上,并标注加工装配符号、施工信息等,供后续工序使用。号料包括光学号料和电印号料。使用套料法号料,可以提高钢材利用率。

3)钢材预处理:在号料前,船厂会先对钢材进行矫正和除锈,并涂上防护涂料,该工艺过程称为钢材预处理。钢板的矫正一般在七辊或者九辊矫平机上进行,钢板除锈方法包括机械法(抛丸、喷丸、弹力敲击)、化学法(酸洗)、电热法(火焰除锈)和喷涂涂料法。

4)船体构件加工:船体构件加工是将号料后的钢材,用机械和工具加工成设计所要求的规格和形状。

根据钢材特性可以分为冷加工和热加工。根据构件形状可以分为边缘加工(刨、切割、剪切、冲裁等)和成形加工(辊、压、折弯、矫形等)。水火弯板是一种常用的构件加工方法。

5)船体装配:船体装配约占船体建造总工时的60%以上,而且基本使用手工操作。其可以划分为部件、组合件装配;分段装配;大型分段和总装和船台装配四个阶段。

6)船舶舾装:主要包括船装、机装、电装等系统及其相关的管子、动力与控制装置的安装。 舾装技术的发展:

传统舾装技术:先进行船体建造,船体完工后才开始舾装,舾装工作是在船体下水到交船的过程中在船上进行的。

预舾装技术:将传统的码头、船内的舾装作业提前到分段、总段上船台前进行的一种方式。 区域舾装技术:按不同的区域进行预舾装的舾装方法。

7)船舶涂装:船舶涂装是船舶修造时对船舶船体、舱室、附件等进行打磨、喷砂等以后,达到除锈、除污、去疤的要求后进行表面涂漆作业的施工叫做船舶涂装。目的:防止海洋环境对钢铁船体的电化学腐蚀;防止海洋生物对钢铁船体的污损腐蚀;对船舶进行外表装饰;其他特定的效果,如标志等。

8)船舶下水:船舶下水是利用下水设备将船舶从建造区移入水域的工艺过程。通常的方法有重力式下水、漂浮式下水、牵引式下水等。

9)船体密性试验:船体密性试验即检查船体焊缝的水密性试验,试验方法包括充气试验、压水试验、喷水试验和涂煤油试验等。

倾斜试验:倾斜试验是利用控制横向载荷,测量船舶倾斜角度,进而计算出船舶实际重量及重心位置的试验。

10)航行试验:航行试验是船舶在航行状态下,对船体、轮机、电气及其他设备按规定要求而作的一系列试验的统称,是交船前的最后一项任务。

航行试验的内容:主机航行试验:主机平衡试验、负荷试验、性能试验;航速试验;操纵性试验:回转试验、惯性试验;操舵试验;抛锚试验;导航系统试验和其他试验。

49、 海洋资源:指海洋中可以被人类利用的物质、能量和空间。主要有海洋生物资源、海洋空间资源、海水资源、海底矿藏资源、海洋能源。

50、 海底矿产资源:普通矿产资源:石油;天然气(海洋油气资源量约占全球石油资源总量的34%,累积探明储量约有400亿吨,探明率在30%左右。);沙(玻璃&硅金属);石灰石;磷矿石;冲积矿(金、锡、钛);潜在矿产资源:可燃冰;多金属结核。

51、 我国石油进口量大幅增长:2003年消耗2.7亿吨,进口约1亿吨,进口依存度3

6.1%;2006年消耗3.30亿吨,进口1.45亿吨,进口依存度44 %;2010年消耗2. 7亿吨,进口约2.1亿吨,进口依存度50%;2020年将消耗5.63亿吨。

52、 目前,海洋油气产量已达世界油气总产量的1/3。

53、 我国海洋能源:我国拥有300万平方公里海疆,资源十分丰富。海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架,预测石油资源量为275.3亿吨,天然气资源量为10.6万亿立方米。目前原油的发现率仅为18.5%,天然气发现率仅为9.2%,极具勘探开发潜力。目前已初步探明我国海域至少有700亿吨―可燃冰‖资源,相当于陆上石油天然气资源总量的一半。我国东部沿海的海上可开发风能资源约达7.5亿千瓦。2006年6月在水深1500发现的荔湾3-1大型深海气田,这是我国海域的首个深海发现,也是迄今在我国海域所发现的最大气田之一,预计可采储量1133亿至1699亿立方米。

54、 海洋权益的相关概念:①内水②领海③专属经济区④公海

55、 世界主要石油公司:Shell (荷兰皇家/壳牌集团公司)EXXON (埃克森美孚——美国)BP (英国石油公司)Chevron (雪佛龙——美国)TOTAL (道达尔——法国)Con ocoPhillips (康菲——美国)STATOIL (挪威国家石油公司)BR (巴西国家石油公司)

56、 中国三大石油公司:中国石油天然气集团公司(中石油)、中国石油化工集团公司(中石化)、中国海洋石油总公司(中海油)。

57、 常见的海工结构。固定式平台有:固定式导管架(桩基式)平台(Jacket Platfo rm );重力式(混凝土式)平台(Concrete Platform );坐底式平台(Bottom-supp orted Platform );自升式平台(Jack-up Platform ,生产作业时固定)。浮式平台:半潜式平台;TLP;Spar 。浮式生产储油系统,FPSO ——Floating Production Storage and Offloading system, FPSO 。

58、 近海油井的开采(钻井设备图,钻杆、防喷器、钻井液等概念、作用)

59、 自升式平台的结构特点,工作流程。

60、 导管架平台的结构特点、建造安装过程。

61、 张力腿平台的结构特点,水动力性能特点。

62、 导管架平台、自升式平台的桩基类型与特点。

63、 水下机器人:也称作潜水器(Underwater Vehicles ),是一种可以在水下代替人完成某种任务的装置。三类最重要的潜水器:载人潜水器(Human occupied vehicle - HOV) ;有缆遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicle - ROV) ;无缆水下机器人(Autonomous underwater vehicle – AUV)

64、 采油树:是自喷井和机采井等用来开采石油的井口装置。它主要用于悬挂下入井中的油管柱,密封油套管的环形空间,控制和调节油井生产,保证作业,施工,录取油、套压资料,测试及清蜡等日常生产管理。主要有干式采油树和湿式采油树。

65、 水下井口装置是安装在海底基盘上的不同口径的井口套管头、海底防喷器或海底采油树以及各种控制系统的总称。

66、 海洋管道的优点:可以连续输送,几乎不受环境条件的影响,不会因海上储油设施容量限制或穿梭油轮的接运不及时而迫使油田减产或停产。故输油效率高,运油能力大。;另外海洋管道铺设工期短,投产快,管理方便和操作费用低。海洋管道的缺点:管道处于海底,多数又需要埋设于海底土中一定深度,检查和维修困难;某些处于潮差或波浪破碎带的管段(尤其是立管),受风浪、潮流、冰凌等影响较大,有时可能被海中漂浮物和船舶撞击或抛锚遭受破坏。

67、 海洋立管

68、 海洋管道施工:铺管船上的专业设备包括:管道张紧器;浮托输送架;高效焊接作业线;吊机。通常,有三类管道和立管安装装置,即半潜式装置、船式装置和拖船。

69、 海洋铺管方法:S-Lay ―S形铺设方法‖;J-Lay ―J形铺设方法‖;Reel installat ion 卷盘式铺设方法;Towed method 牵引铺设法。

70、 物模试验的相似性准则

71、 雷诺数与弗劳德数


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