光顺数学模型与振动数理论在船体型线优化设计中的应用

船体型线设计是船舶设计领域中的难点,船体型线设计是否合理直接关系到船舶航行阻力、航速以及航行的稳定性。在传统的船体型线设计中,设计时间较长,设计过程过于复杂化,降低了设计效率。而采用光顺数学模型和振动数理论可显著提升设计效率和设计质量。本文从阐述光顺数学模型和振动数理论入手,分析了船体型线优化设计流程,并提出光顺数学模型与振动数理论在船体型线优化设计中的具体应用。     

基于Beta样条的船体型线交互设计系统的实现

本文介绍了一种基于Beta样条的船体型线交互设计系统。系统模拟手工设计过程，从型值表中自动读取型值并自动生在船体型线，曲线光顺性判别方法直观方便，图形输出方面可自动实现与Auto-CAD的DXF文件接口。     

船体曲线曲面的B样条光顺

根据给定的船体型值点，以三次非均匀B样条为光顺函数，采用整体光顺方法，以应变能最小、曲率变化均匀为准则，以控制点为未知量，建立最优化问题的约束方程并求解，实现船体曲线的光顺。根据曲线的相对曲率线图，将优化后的光顺B样条船体曲线与插值B样条曲线、传统最小二乘法逼近曲线进行了比较。构[循规蹈矩本曲面，以UV方向上的单参数曲线族或站线、水线、纵剖线方向的截面曲线族为研究对象，以曲线族的应变能之和最小为准则，进行光顺处理，最后，以NURBS为统一数学表达式，根据光顺后得到的控制点网络，应用双三次非均匀有理B样条得到光顺的船体曲面。     

型线光顺与设计阶段的关系

在应用电子计算机进行型线光顺的情况下,在设计阶段重新划分以后,将型线光顺提前在初步设计阶段进行,可以加快船舶设计和施工的进度,以及提高设计质量和施工的经济效益。以往,设计单位所提供的船体型值数据(包括肋骨线型图)需要在工厂生产时进行实尺放样,重新修正。这在过去是无可非议的。     

一种船体型线自动生成方法研究

以最小湿表面积为目标,提出用二次曲线和幂函数曲线来生成船体型线.在已知船舶主尺度、设计水线、中纵剖线、横剖面面积曲线等参数的前提下,利用二次曲线和幂函数曲线的特性,编写程序自动生成一套光顺的船体型线.试验对比表明,生成船与母型船的阻力性能几乎完全一样,证明了这种船体型线生成方法的可行性.     

基于能量优化法的船型快速设计

为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了具体的船型设计参数,提出了利用能量优化方法,以船体曲线的曲率平方和最小为优化目标,求解基于NURBS表达的、光顺的船体型线的设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。通过对某一条船的设计,证明了该设计方法的可行性和实用性。     

TRIBON软件型线光顺技巧

船体型线光顺是船舶生产设计的第一道工序,更是平面建模、曲面建模乃至机、管、电、舾各专业进行生产设计的基础,因此,光顺质量是保证整个设计质量的重要因素之一。以10 000 t多用途船为例,简要介绍型线光顺的基本原理及使用TRIBON软件进行型线光顺的步骤、技巧。     

HDSHM系统船体型线光顺应用经验

文章介绍了山东百步亭船业公司使用HDSHM船体建造系统型线光顺模块代替实尺样台用于拖网、围网、灯光钓和冷藏运输等多种渔船船型的建造。文章以已交付使用的58 m艉滑道拖网渔船在生产设计中积累的型线光顺的操作经验为例,列举了光顺的原理、顺序及方法,重点是单根型线光顺的判别和光顺的方法,以及站线光顺后肋骨线的光顺处理方法,并说明了在光顺操作过程中的注意事项及解决思路。这些操作经验的应用提高了工作效率,也保证了光顺的质量要求,缩短了生产设计的周期,也使得从开工、下料、预制到组装的生产准备周期进一步缩短。     

船体外形的CATIA建模方法

通过编写CATIA宏命令,调用船体外形型值表,并用其生成曲面及其曲面修饰功能,得到光顺的船体外表面形状以及经过优化的船体型线图,同时验证了利用CATIA软件进行船体外形建模的可行性.     

基于CFD的KCS船舶艏部型线优化研究

为实现基于CFD船体型线优化设计,开发了船体型线优化平台,并以KCS船为初始船型,对其艏部型线进行了优化。首先,重点介绍了径向基函数插值的基本原理及其在船体曲面变形中的应用;其次,将该方法与CFD软件及优化算法结合,开发了基于CFD的船体型线优化平台;最后,将该平台应用于KCS船的艏部型线优化设计,获得给定约束条件下阻力性能最优的船体外形。研究结果表明:基于径向基函数船体曲面修改方法是可行的,建立的船型优化平台具有一定的工程应用价值。