项目编号项目分类自然科学社会科学中国海洋大学本科生研究发展计划（OUC-SRDP）项目立 项 书项目名称：14米级救助艇设计负 责 人：李东阳所在院系：工程学院海工系专业年级：船舶与海洋工程2014联系：18865421839电子信箱：1316234574@.com指导教师：王许洁、冯亮经费资助金额：3000元项目起止时间：2017年1月至2017年11月二○一 6年 12 月 5 日本科生研究发展计划（OUC-SRDP）管理委员会一、基本情况1、项目负责人情况姓 名李东阳性 别男出生年月1994年8月学部、院（系）工程学院专业年级船舶2014学 号140900310122、项目组成员情况学 号姓 名性别出生年月专业年级分 工14090031012李东阳221994.08船舶2014建模及稳性校核14020011025蒲春林231993.11物理2014撰写报告书14090031003代金宝201996.07船舶2014阻力计算14090031031元哲轩201996.02船舶2014绘制型线图14090031033张学锐211995.08船舶2014绘制布置图3、指导教师情况姓 名王许洁、冯亮职 称讲师学 历博士开设课程王许洁：结构力学 冯亮：船舶结构力学研究方向王许洁：船体优化设计 冯亮：船舶与海洋工程结构极限强度研究学部、院（系）工程学院海工系E-mail地址13904084880@ 电 话186614896494、 负责人及项目组成员的知识条件、特长、兴趣、相关经历等5个组员都来自船舶与海洋工程专业，船体结构是我们的强项，船体原理、船体设计、船体强度分析技术技术、材料力学、理论力学等学科都予以我们强有力的理论支持，而且经过3年的本科学习我们中大多数人都参加过船舶航行器方面的比赛，对于3维模型设计及实物模型制作方面有丰富经验，所有人都能熟练使用CAD软件，两人皆能熟练使用犀牛软件、Tribon、Fluent等船舶方面专业软件，机械结构、机械原理、机械设计、互换性测量技术等技术在动手设计船体时都予以我们团队更好的实践能力，当要购入材料制作模型时能够选择最优的方案。
二、项目方案1、目的及意义 随着我国改革开放进入深水期，进军海洋必然是我们的发展目标之一，伴随着海洋工程建设，沿海渔业及旅游，娱乐设施的发展，必然要求我国海上救助事业与之适应 当代世界上发达国家的海上救助都非常强调时间和效果，希望在事故发生的第一时间能快速到达海事现场，并能有效开展救助工作人命救助的关键是时间,而我国目前救助站点建设和船舶配置远远不能适应救助任务的需要,因此在我国发展救助艇是非常必要的救助艇对快速性、稳性及操纵性要求高，此外船上的医疗救助配套设施也占有重要地位而且我国也是一个海洋大国、拥有漫长的海岸线和星罗棋布的岛屿，为了完成我国领海水域的遇险人员人命救生任务以及对沿海200 海里专属经济区海上作业人员的生命保护，需要大、中、小型各类救助船进行分工协作，对于如此广泛海域、广泛救助对象、协同作业的需要，高性能救助艇是一种很合适的船型，相对而言，它造价低廉，对航道和水域的限制条件小，在沿海水域各种海难事故中将会大有作为所以引进、开发小型救助艇具有极为重要的现实意义目前我国不仅拥有吊架式全封闭救生艇、自由降落式救生艇、快速救助艇等各种艇型的救生、救助艇，而且涌现出一批品质优良、规模较大的具有国内自主知识产权的救助艇制造商。
同时，我们引进了国外知名品牌的救助艇制造商，为我国救助艇产业提供了有力的支持，但我国的救助艇在设计制造上仍处于被动地位，技术创新及产品研发落后于发达国家要实现我国救助艇产业的健康快速发展，我们不仅要引进、借鉴国外的制造经验，还要突破自己的发展瓶颈，大力创新，研发出具有高性能的新船型基于此，我们小组打算设计一款以人为本、科技含量高、节能环保的救助艇，希望这款救助艇在速度提升基础上有更好的稳性和高效的救助能力2、内容与方法研究内容包括：船体结构设计本船体具有作业海况恶劣等特点在其使用期内可能遭遇较强风浪流的作用，这些作用一旦产生，将对结构和产生不利的影响船体结构设计就是对船体结构的构件尺寸，根据所承受的载荷与能力进行计算和校核我们从安全性、适用性、环保性、快速性、工艺性、经济性等方面，利用Tribon M2软件对船体进行初步设计船型设计由于该救助艇必须有良好的机动性和考虑到被救助者的救治，所以必须提高该艇的快速性、舒适性和稳性提高快速性： 船首为前倾型首，船尾模仿军舰采用方形尾，减小水流的能量损失，形成虚长度，水线面系数较大，有利于初稳性，同时尾部排水体积大，有利于减小尾倾，结构简单、便于建造，最重要的是水流平缓地离开船尾，很好地降低阻力，提高了快速性。
提高稳性： 在左右舷及船舯设置一定舱容的压载舱同时，舷侧的两个压载舱可以起到压载作用，当空载出港时，可起到压载作用，调节船的稳性船体材料由于该船设计的目的是为了适应恶劣海况下的救援提高其救援的效率，于是为了提高它的速度和自身强度，所以打算采用铝合金材料，该种材料的密度相对传统钢材来说小了很多，但强度不低，特别适用于于恶劣海况下实现高效救援的特种船舶船体内部布置 上层建筑方面：设置了几个功能不同的房间，有大厅、餐厅、重症救护室、艇员休息室、驾驶舱和卫生间，为船上人员的居住和医疗提供便利，实现了以人为本的建造理念尤其是设置的重症救护室可为海上病危人员第一时间提供更加有效的医疗条件，从而了提高救助工作的高效性 舱室设置方面：在左右舷及船舯设置一定舱容的压载舱，舷侧的压载舱纵舱壁为水密舱壁，当舷侧破损时，水密舱壁可以防止海水进入舱内，从而提高了船的抗沉性，同时，舷侧的两个压载舱可以起到压载作用此外还设有淡水舱，当空载出港时，既可起到压载作用，调节船的稳性，还可提供淡水源，为船上的生活及医疗救治提供方便为了上层建筑留有足够的空间，本作品将救助用具和其他生活设施设置在储物舱内，这样可以提高舱容的利用率，又为主船体的布置提供了便利。
动力装置 本船为满足其快速性要求采用500kw功率的主机，并利用海上的太阳能，打算在船上安置一套太阳能发电装置，来提供船上生活用电，必要时候可作为备用能源研究方法包括：利用Tribon进行船体结构设计 Tribon系统是由瑞典KCS(Kockums Computer System AB)公司设计开发的一套用于辅助船舶设计与建造计算机软件集成系统Tribon集CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)与MIS(信息集成)于一体， 由于我们设计的是一个船体，通过TribonM3软件对所设计的船体进行建模、型线设计等我们利用TrbonM3软件对我们设计的船体进行船体设计,包括线型光顺、船体平面模、船体曲面模、性能计算、零件分离等模块对船体进行全面和具体的虚拟设计初步完成本次船体设计利用犀牛进行3D虚拟模型设计 通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律犀牛是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大，可以实现本次船体设计和实验的过程3D虚拟，通过动画的形式，通俗而且易懂。
利用fluent进行船体阻力分析用叠模法对船体的阻力进行计算，叠模法只能计算摩擦阻力与压差阻力，无法计算船舶的兴波阻力，兴波阻力由参考相似船型得到，阻力计算为大致估算将gambit导出的msh数据文件导入fluent, 检查网格质量，并显示网格显示网格后要光顺网格，并设置相关的参数，并选定常流与端流模式设置好相关参数后可以计算了，得到阻力系数曲线和相关的流场图片3．特色与创新关于整个船的构思特色：①本船设计时由于要考虑到其特殊的工作环境，和性能要求，不仅是在船型设计方面通过前倾型首和方形尾来从结构方面减小其阻力提高其快速性，而且对于舱室的合理划分也提高了它的抗沉性和稳性②在船上配置完备的医疗设备和医护人员，本艇的最终目标是为了救助那些在海难中的伤员，最大程度的挽救他们的生命，现实中往往一些伤者在没有当场死亡，而是因为得不到良好的医疗救助，死亡在送往陆地的返程过程中所以能够在救助艇上得到第一时间的有效救助就显得尤为重要本艇基于此设置完备的医疗场所，分别普通救护室和重症医疗室创新部分：①本船上实现了太阳能和常规燃料有机结合的全新动力能源系统，利用清洁能源作为救助艇的备用能源，应对突发状况，比如提供手术中设备的能源，最大程度保障伤员的治疗救护。
②独特的实验模拟流程（过程创新）：由于本队伍所拥有的专业人才较多，能够以专业知识的水准更好的解决3D模拟、实物制作的具体问题，将电脑模拟与实物模拟，将理论分析与具体实验相结合所以，我们能够以更精准的数据、更完善的材料完成这一次项目4、支撑条件分析（1）5个组员都来自船舶与海洋工程专业，船体结构是我们的强项，船体原理、船体设计、船体强度分析技术技术、材料力学、理论力学等学科都予以我们强有力的理论支持，而且经过3年的本科学习我们中大多数人都参加过船舶航行器方面的比赛，对于3维模型设计及实物模型制作方面有丰富经验，所有人都能熟练使用CAD软件，两人皆能熟练使用犀牛软件、Tribon、Fluent等船舶方面专业软件，机械结构、机械原理、机械设计、互换性测量技术等技术在动手设计船体时都予以我们团队更好的实践能力，当要购入材料制作模型时能够选择最优的方案（经济性）2）在船舶设计方面，TribonM2等软件对于我们设计船体提供了软件支持在软件模拟和实物模型方面，犀牛和CAD软件作为机械专业的必修技能，为我们提供了很重要的制图和模拟仿真的技术支持3）冯亮老师和王许洁老师作为我们本科生的老师，为我们提供足够的理论及技术支持。
同时他们是我们学校少数几个船舶老师之一，擅长TribonM2软件的应用，在有限元分析和船体设计方面很深的研究，冯亮老师也有丰富的工作经验，在生产工艺和研究上可以给我们很多帮助4）中国海洋大学工程学院的实验室完善，设备齐全，完成样机是得心应手的，同时我们还有慧鱼实验室，在一些机构的可行性研究上，我们可以在慧鱼实验室进行模拟和测试，进行研究分析5）图书馆资源、网上图书馆资源丰富，文献资源多而可得5、结题验收技术指标（1）运用TribonM3软件对船体进行设计，完成一个能够展示船体具体部位的3D虚拟模型，并完成船体总体设计书2）运用Fluent软件完成对救助艇的各种环境下的阻力计算校核3）运用运用TRIBON M2中的Calc&Hydro模块，得出船舶的各种稳性相关曲线图，并对其进行稳性校核计算4）运用犀牛软件进行三维仿真，通过动画模拟来展现船体制作的过程和模拟预先设计好的工况情景，并通过手工加工方式完成部件的制作5）进行结果验收，检测反馈问题修改6）总结写报告,发表论文6、进度安排2016.11—2016.12：对CAD、Tribon M3、犀牛、Fluent软件进行掘地式学习，进一步将船体设计学习透彻。
2017.01—2017.02：运。