一种双层壳船的内壳设计方法及双层壳船

技术领域

本申请涉及船舶建造技术领域，具体而言，涉及一种双层壳船的内壳设计方法及双层壳船。

背景技术

双层壳船，是指双层底，船侧具有内外两层壳板的船舶。双壳油船由于隔热性能好，有助于节约运送需要加热的液体如沥青，糖蜜或石蜡时的能量。同时双壳油船可提高其安全性，防止油外泄。

为了进一步改善海上运油安全，国际海事组织海上环境保护委员会第44次会议一致同意把采用双壳油船，逐步淘汰单壳油船看作消除不合格油船措施的一个重要方面，并于2001年4月MEPC第46次会议上正式通过了单壳油船淘汰方案，作为《国际船舶防污染公约》的修正条款。按照该方案，单壳油船最晚淘汰的年份将是2017年。

根据《国际船舶防污染公约》第19条规定了对1996年7月6日或以后交船的油船的双壳体和双层底的要求。双壳之间的空间通常用作压载舱。边舱或处所应伸展到舷侧全深或是从双层底顶端到最上层甲板，无论船舶的舷缘是否为圆弧形。各边舱或处所应布置成使得全部货舱皆位于这些舱或处所壳板型线的内侧面。内壳以内为货舱。由于曲面内壳加工难度大，成本高，通常将内壳设计为折面。在设计内壳时，需要对制作难度和货舱容积两方面进行考虑，因此，会增加设计内壳时的工作时间和工作量。综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种双层壳船的内壳设计方法及双层壳船，其能够快速优化的内壳形式，有助于最大化货舱容积，提高设计前期反应速度和设计质量。

第一方面，提供了一种双层壳船的内壳设计方法，包括以下步骤：

S1、将原有的双壳船舶的外壳面向内偏移预定距离，以获取新的船壳面。将新的船壳面作为内壳雏形面，将所述内壳雏形面做为后续调整内壳面的基准。

S2、核算原有的所述内壳面的船舶压载舱容量。

S3、在所述压载舱容量满足设计要求时，调整原有的内壳面向所述内壳雏形面靠近。分别调整原有的艏部内壳面、舯部内壳面以及艉部端面的多个折面的形状和位置，完成内壳面的设计。

在一种实施方式中，在步骤S3中，分别对所述艏部内壳面、所述舯部内壳面以及所述艉部端面中的多个折面的侧边进行调节，通过调节所述折面的侧边线型调整所述折面的形状和位置。

在一种实施方式中，所述艏部内壳面包括艏部底面、第一艏部舷侧面和第二艏部舷侧面。所述第一艏部舷侧面设于所述第二艏部舷侧面的上部。

在一种实施方式中，舯部内壳面包括舯部底面、第一舯部舷侧面、第二舯部舷侧面。第一舯部舷侧面设于第二舯部舷侧面的上部。

在一种实施方式中，在步骤S3中，先调整所述第一艏部舷侧面的侧边的位置和斜率。

在一种实施方式中，在步骤S3中，还包括以下步骤：

在完成所述第一艏部舷侧面的侧边调节后，在所述第二艏部舷侧面的顶边上选取动点，所述第一艏部舷侧面包括3个三角形面，所述动点为3个三角形面的共同的顶点。

多次调节所述动点的位置并获取每次调节所述动点后的艏部货舱容积，选取多个所述艏部货舱容积中的最大值对应的所述动点位置为3个三角形面的共同的顶点，完成所述第一艏部舷侧面和所述第二艏部舷侧面的设计。

在一种实施方式中，所述第二艏部舷侧面为五边形。

在一种实施方式中，通过仿真软件进行所述动点的选取。

根据本申请的第二方面，还提供了一种双层壳船，包括外壳面和内壳面，所述内壳面通过第一方面提供的双层壳船的内壳设计方法进行获取。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请的技术方案中，能够对内壳面的多个折面进行快速调节。货舱容积最大时，内壳面最贴近船壳面，因此本申请在能够快速得到设计方案的同时，还能对船舶压载舱容量进行扩容调节。通过将第二艏部舷侧面以及艏部底面、从现有的2个面变为1个面，进行平面内收的设置，艏部内壳面的折线数目减少，简化了结构设计，通过减少壳体的弯折部分，减少加强筋或者肘板的设计，减少了设计工作的工作量。将第一艏部舷侧面由现有的2个四边形面设为3个三角形面，使艏部的内壳面构造更加灵活，并且能够增大货舱舱容。因此，本申请不仅能够提供快速优化内壳面的设计方法，能够快速确定内壳面中多个折面的位置和形状。通过能够创建点、线、面和封闭空间，快速得到设计方案的同时，还能对船舶压载舱容量进行扩容调节。

附图说明

图1是本发明实施例的一种双壳船舶的内壳设计方法的流程图。

图2是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，双壳船舶的艏部剖面图。

图3是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，内壳的结构示意图。

图4是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，双壳船舶的舯部剖面图。

图5是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，调节动点位置后的一种内壳的结构示意图。

图6是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，调节动点位置后的又一种内壳的结构示意图。

图7是本发明实施例的双壳船舶的内壳设计方法中，调节动点位置后的再一种内壳的结构示意图。

图8是现有技术中双壳船舶内壳的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、艏部底面；2、第一艏部舷侧面；3、第二艏部舷侧面；4、舯部底面；5、第一舯部舷侧面；6、第二舯部舷侧面；A、动点；7、外壳面；8、内壳雏形面；9、内壳面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请的对象为所有的双壳船舶，因此，本实施例中以双壳船舶中的油船为例进行阐述。

根据本申请的第一方面，参见图1，首先提供一种双壳船舶的内壳设计方法，包括以下步骤：

S1、如图2所示，将原有的双壳船舶的外壳面向内偏移预定距离，以获取新的船壳面；将新的船壳面作为内壳雏形面，内壳雏形面为后续调整内壳面的基准；

S2、核算原有的内壳面的船舶压载舱容量；

S3、在压载舱容量满足设计要求时，调整原有的内壳面向内壳雏形面靠近；分别调整原有的艏部内壳面、舯部内壳面以及艉部端面的多个折面的形状和位置，完成内壳面的设计。

通过本申请提供的双壳船舶的内壳设计方法进行内壳设计，能够对内壳面的多个折面进行快速调节；货舱容积最大时，内壳面最贴近船壳面，因此本申请在能够快速得到设计方案的同时，还能对船舶压载舱容量进行扩容调节。

在一种实施方式中，在步骤S3中，分别对艏部内壳面、舯部内壳面以及艉部端面中的多个折面的侧边进行调节，通过调节折面的侧边线型调整折面的形状和位置。

在一种实施方式中，如图2和图3所示，艏部内壳面包括艏部底面、第一艏部舷侧面和第二艏部舷侧面。第一艏部舷侧面设于第二艏部舷侧面的上部。

具体的，如图3所示，沿艏部至艉部方向，艏部底面依次包括L3和L2，第一艏部舷侧面依次包括L6和L5，第二艏部舷侧面依次包括L9和L8。

如图3和图4所示，舯部内壳面包括舯部底面、第一舯部舷侧面、第二舯部舷侧面。第一舯部舷侧面设于第二舯部舷侧面的上部。沿艏部至艉部方向，舯部底面依次包括L2和L1，第一舯部舷侧面依次包括L8和L7，第二舯部舷侧面依次包括L5和L4。

在步骤S3中，对每个折面的侧边进行调节包括以下步骤：

参考母型船并考虑结构设计，依次调整L1至L9位置。其中，L1、L2和L3互相平行，L4、L5和L6互相平行，L7、L8和L9互相不平行。调整时，先调整L8，再调整L9。

在一种实施方式中，L8的斜率与船壳的侧面艏部平边线的斜率对应设置。通常L8的斜率与船壳的侧面艏部平边线的斜率接近即可。

在一种实施方式中，L9的斜率与艏部横剖面外飘线型的斜率对应，考虑充分利用舷侧的舱容。

在一种实施方式中，在步骤S3中，还包括以下步骤：

在完成第一艏部舷侧面的侧边调节后，在第二艏部舷侧面的顶边上选取动点，第一艏部舷侧面包括3个三角形面，动点为3个三角形面的共同的顶点；

多次调节动点的位置并获取每次调节动点后的艏部货舱容积，选取多个艏部货舱容积中的最大值对应的动点位置为3个三角形面的共同的顶点，完成第一艏部舷侧面和第二艏部舷侧面的设计。

需要说明的是，第一艏部舷侧面包括3个面，每个面均为三角形面。第二艏部舷侧面为五边形。动点有多种设定位置，如图5至图7所示，显示动点的三个不同的设定位置。动点为第一艏部舷侧面和第二艏部舷侧面的共点，因此，动点的位置会影响艏部货舱的舱容。

在一种实施方式中，通过仿真软件进行动点的选取。

具体的，将动点的移动范围限制在第二艏部舷侧面的所在平面上，再进行动点的位置调整，避免造成平面翘曲的情况。在每次调整后通过仿真软件获取瞬时货仓容积。在多个瞬时货仓容积中，选取瞬时货仓容积最大值所在的动点位置为本申请中动点的预定位置。通过本步骤能够到满意的容积值。在动点的多个可能位置中，优选出满足舱容要求的位置。

在一种实施方式中，在获取的多个瞬时货仓容积均不满足要求时，减小L6与内壳雏形面的间距，或者调整L4、L5和L6的斜率。然后，再次进行动点选取的仿真，直至获得满意的容积值。

在一种实施方式中，在与舷侧壳板垂直的任何剖面处测得的距离w值大于等于预定值。

具体的，在与舷侧壳板垂直的任一剖面处测得的距离为w值，w值的预定值w

根据本申请的第二方面，还提供了一种双层壳船，包括外壳面和内壳面，其，内壳面通过第一方面提供的双层壳船的内壳设计方法进行获取。

具体的，内壳面包括艏部内壳面、舯部内壳面以及艉部内壳面。艏部内壳面包括艏部底面、第一艏部舷侧面和第二艏部舷侧面。舯部内壳面包括舯部底面、第一舯部舷侧面、第二舯部舷侧面。

本申请通过将第二艏部舷侧面以及艏部底面、从现有的2个面变为1个面，进行平面内收的设置，艏部内壳面的折线数目减少，简化了结构设计，通过减少壳体的弯折部分，减少加强筋或者肘板的设计，减少了设计工作的工作量。如图3和图8所示，将第一艏部舷侧面由现有的2个四边形面设为3个三角形面，使艏部的内壳面构造更加灵活，并且能够增大货舱舱容。并且还提供了快速优化内壳面的设计方法，能够快速确定内壳面中多个折面的位置和形状。通过能够创建点、线、面和封闭空间，快速得到设计方案的同时，还能对船舶压载舱容量进行扩容调节。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。