结合NURBS曲面理论的主船体模型CAD建模研究

本文研究NURBS曲面理论,重点分析NURBS曲线以及曲面的定义和表达式,给出B样条曲线的计算方法,研究船舶曲线曲面光顺的解算方法,并且引入剪力跃度平方和的定义;研究船舶三维稳定性的计算方法以及船舶静稳性力臂的求解算法,并分析静稳性力臂的变化曲线以及船舶吃水深度的变化曲线;最后分析船舶船体模型的CAD建模技术,并给出船舶快速建模系统的设计方法。     

一种快速计算散装谷物船剩余动稳性值的方法

介绍一种以Excel为工具的编程、绘制船舶静稳性力臂曲线图及谷物倾侧力臂曲线图的方法,以快速确定散装谷物船的剩余动稳性值,并阐述了该方法的特点及其实践应用。     

三体船随浪中的完整稳性研究

随浪航行波峰位于船中时,容易引起单体船稳性的丧失,但是此结论对三体船是否适用尚待进一步研究。以一条三体船型为例,研究了三体船型在波浪中的完整稳性。对侧体不同位置的多种方案进行了计算。结果表明:当侧体纵向位置位于船舯、船尾和舯前(侧体横向位置较大)时,波浪中的初稳性较静水中反而有所增加,波浪中的大倾角稳性的最大复原力臂也比静水中有所增加,稳性消失角有所减小;当侧体纵向位置位于舯前(侧体的横向位置较小)时,波浪中的初稳性较静水中有所下降,波浪中大倾角稳性的最大复原力臂与静水中比较明显下降。     

四面体方法在子母船浮态和稳性问题中的应用

子母船的横截面存在不规则非连通域，造成传统算法在浮态和稳性计算应用中存在较大困难。对此，提出一种计算子母船浮态和稳性的新方法：将子母船剖分成多个四面体，将四面体与水面的切割关系归为5种，计算每个四面体的体积和体积心，汇总得到整船排水体积和浮心坐标。在浮态计算方面，通过建立优化设计数学模型，求解得到水面方程。在稳性计算方面，通过求解浮力与重力作用线之间的距离得到稳性恢复力臂。通过数值算例对某登陆舰进行典型工况下的浮态和稳性进行计算。结果证明：该算法不需要计算横剖面几何要素即可得到子母船的排水体积和浮心，能避免子母船浮态和稳性的计算困难；该算法可单独建立子船和母船的四面体模型，通过“自由组装”的方式进行整船建模，在多工况建模时能体现出较强的优势。     

风浪中舰船稳性计算

提出了考虑突风度影响的舰船风倾力矩模型,以及基于舰船静、动稳性曲线,考虑了力臂修正量的舰船风浪中横浪及随浪稳性计算模型,并通过计算和动态仿真,验证了算法的有效性,可用于风浪中舰船稳性的安全评估。     

非对称双体船完整稳性研究

论文采用基于船体表面网格积分的方法计算船舶稳性,研究了侧体相对位置对非对称双体船稳性的影响规律。设置了20种非对称双体船片体布局方案,研究了侧体相对位置对船舶初稳性的影响规律。考虑非对称双体船的左右不对称性,分别研究了左倾、右倾两种横倾情况下,非对称双体船静稳性力臂、动稳性力臂、最大复原力臂、最大复原力臂对应的横倾角θm以及θm对应的动稳性臂ld随侧体位置变化的规律。期望研究结果为相关技术人员提供技术支持。     

海洋平台拖航稳性三维通用计算方法

提出了一种基于三维实体造型的海洋平台拖航稳性计算方法.采用边界表达(B-Rep)实体造型技术,精确建立海洋平台的浮体模型,因而算法具有较高的精确性和通用性.提出了一种计算自由浮态下回复力臂的迭代算法,与传统的算法相比具有更高的精度和效率,而且算法稳定可靠.提出了静稳性曲面及其计算方法,利用静稳性曲面可以准确地校核海洋平台各方向的拖航稳性,比传统的稳性计算方法更为合理.该稳性计算方法与海洋平台的具体形状(例如是否离散、是否对称等)无关,理论上可以推广到各种复杂的船舶及海洋结构物的稳性计算中,具有较强的通用性.通过实例证明算法的正确性和工程实用性.     

大型浮吊船体全回转起吊作业的稳性研究

基于对某超大型海上起重浮吊船体在静水和波浪中的完整稳性的计算分析,研究了在不同浪向角下全回转起吊作业的完整稳性,探讨了波浪对静稳性力臂GZ曲线、横摇纵倾及初稳性高度等稳性要素的影响,并提出衡量大型浮吊船体在波浪中稳性的几点建议.     

样条函数在船舶静力计算中的应用

利用样条函数设计编制出船舶静力计算的程序。该程序用舰艇的型值表、型线图的数据和个别特殊型线点,计算出船舶的静水力曲线,邦戎曲线、费尔索夫曲线、船型稳性力臂插值曲线及抗沉性。本计算方法提高了静力计算的精度,并为后续的动力性能计算提供了良好的船体型值数据接口,适用于工程应用。     

规则波浪中舰船纯稳性丧失计算研究

[目的]波浪中纯稳性丧失是第二代舰船完整稳性中稳性薄弱性的衡准之一。针对波浪中大倾斜角稳性计算发散问题,[方法]以静水面坐标系为基准,定义了广义纵倾角和广义吃水变量,推导出物理含义清晰的波面方程。在Froude-Krylov假定条件下,结合AutoCAD二维图形面域计算技术和VBA编程方法,提出了规则波浪中舰船纯稳性丧失的计算方法。针对一艘具有阶梯式甲板的舰船,计算了规则波浪中舰船复原力臂曲线,证明大横倾状态具有一致收敛性。[结果]计算得到了规则波浪中稳性变化规律:纵向波浪中,波面高于甲板或低于船底导致有效水线面消失是稳性降低的主要原因;斜浪和正横浪中,波面相对船体横剖面倾斜引起的不对称性,是稳性大幅度降低的主要原因。[结论]计算收敛一致性表明,基于广义纵倾角定义的计算方法可成为评估舰船波浪中纯稳性丧失的有效手段。