常规潜艇计算机辅助设计的数学型线生成

本文是计算机辅助常规潜艇数学型线生成的一次尝试性的研究。分析常规潜艇外型特点,参考水面船舶的船体数学型线的生成方法,给出一种描述常规潜艇外型及型线生成的方法。应用三次样条函数表示潜艇横剖线,给出数值、图形交互方式设计潜艇横剖线的计算机设计方法。应用样条理论建立纵向函数并根据需要加以光顺,从而实现潜艇外型的数学表达。应用本文提供的方法和程序,设计者可以通过选择控制横剖面及其参数,得到所要求的线型。     

基于NAPA的圆舭艇快速型线建模方法研究

基于船舶设计NAPA软件平台,使用NAPA自带的NAPA BASIC语言,以圆舭艇为研究对象,利用＂数学船型＂表示艇的型线模型,通过参数输入接口输入艇的设计参数和控制参数,从而快速生成艇的型线模型,同时还能输出艇的静水力性能.并且在参数输入接口中改变参数可以得到所需要的船舶模型,从而有效地将船体型线模型设计与船舶设计软件紧密结合起来,提高了工作效率,为圆舭艇快速型线建模提供了一条新途径,并且为圆舭艇的水动力性能研究提供了方便.     

参数化艇型最优化设计研究

传统的艇型设计方法是通过反复的选型-计算-修改实现的,不但效率低下,而且因为选型范围有限,常导致得不到最优解.iSIGHT优化设计平台可以自动选择设计点并执行仿真过程,能实现设计过程的自动化和数据的可视化,是很有前景的设计工具.本文研究了iSIGHT的过程集成技术和智能寻优等关键技术,实现了参数化驱动Gambit建模,iSIGHT集成Gambit和Fluent的智能化艇型设计流程.首先阐述了格兰韦尔艇型的数学线型方程的建立过程和参数的限定范围.然后针对某潜水器,以最小阻力为目标,艇内布置要求为约束条件,将可调参数作为设计变量,采用基于全局探索的遗传算法进行优化.结果表明,本文方法提高了设计效率,实现了优化目的,并对类似数学船型的优化提供了一种新思路.     

基于NAPA的圆舭艇型线参数化设计方法

型线设计是船舶总体设计的重要内容之一.通过圆舭艇船体几何形状分析,建立了几何特征线和点的参数表达式,并利用NAPABASIC语言开发了型线参数化设计宏程序,从而为圆舭艇船型数字化设计探索了一条高效的新途径.     

基于均匀有理B样条的小水线面双体无人艇参数化建模方法

本文针对小水线面双体无人艇总体设计过程中总布置及水动力外形优化设计对潜体和支柱参数化建模的需求,提出一种由型值点与特征多边形顶点同时控制的均匀有理B样条曲线表达方法,并以该方法生成的曲线作为无人艇的潜体和支柱的型线完成无人艇参数化建模,基于CFD的方法对模型开展了阻力特性的数值计算。B样条曲线能够满足模型的光顺性要求;曲线中的型值点能够精确控制模型的局部尺寸,便于总布置设计过程中对局部外形尺寸的调整;特征多边形顶点能够保证潜体和支柱端部曲面的斜率和曲率得到直观的自由调节,并直接影响各部位水动力的分布,便于参数化模型针对水动力性能的优化设计。     

基于CFD的船舶球首型线自动优化

在满足排水量及航速要求情况下设计出性能优良的船体型线,降低船体阻力、节能降耗是造船界一直所追求的目标。船舶球首的大小、位置和形状对船体兴波影响非常大,因此文章通过船型参数化融合方法,生成一系列球首型线,并以兴波阻力最小为目标,采用遗传算法实现球首型线的自动优化。将上述方法应用于某集装箱船球首型线的自动优化,并进行船舶静水阻力实验,实验表明优化船型在设计航速附近总阻力降低明显,说明文中采用的基于CFD船型自动优化方法是可行的。     

有限元分析技术在滑行艇型线设计中的应用

本文以某型滑行艇为研究对象,利用有限元分析技术对其型线进行设计与优化。首先建立了其滑行原理模型,在此基础上,对影响滑行阻力性能的主要因素进行分析。通过选取型线典型参数,利用有限元分析技术中的液面追踪(VOF)模型对阻力性能进行数值模拟计算,对典型参数下阻力和流场信息进行比较和分析,选取性能较优的型线参数,实现对滑行艇型线的优化设计。     

潜艇主艇体过渡型型线的数学设计方法

本文在分析过渡型艇型特点的基础上，提出了用７条曲线描述主艇体纵向的外化廓，并讨论了用参函数法建立外形轮廓线的数学表达式的方法，提出用变指数椭圆函数表示横剖面面型线，并介绍了确定横剖面椭圆参数的具体作法，从而建立一套用数学方法生成过渡型主艇体型线的数学模型。     

基于设计空间探索的型线自动优化

船舶型线优化是改善船舶阻力性能、提高运行经济性的关键环节.文中将型线修改、阻力CFD模拟、设计空间探索优化等流程整合在一起,创建了一个型线"自动优化"的平台.在该平台上实现了对美国海军水面作战中心(Naval Surface Warfare Center)潜艇模型DTRC Model 5470艏部型线的自动优化,得出了一个阻力性能最优的艏部型线方案.经过模型拖曳试验验证,证明了该种"自动优化"方案的可行性与有效性.     

基于PDE解析解的潜艇艇型设计

随着CAD技术应用的日益普及,人们对几何造型方法提出了越来越高的要求,对于复杂曲面的构造和高质量曲面的设计,传统的B样条方法已经不能满足人们的需求,用偏微分方程构造曲面,是一种新颖的曲面造型方法.本文主要讨论了偏微分方程的解析解在潜艇艇型设计中的应用.仿真实验表明,PDE方法能很好的构造出潜艇的艇型.