基于CATIA的三维船舶静水力计算研究

传统的基于二维插值的近似计算船舶静水力性能的方法在精度上有不可避免的劣势,且操作也较为繁琐。提出了一种基于船舶三维实体模型计算静水力性能的方法,该方法脱离了二维插值,以三维实体模型为基础进行计算。在CATIA平台环境下,通过制作船舶三维实体模型,再应用VB对CATIA进行功能上的二次开发来编制船舶静水力计算程序,从而实现自动提取实体模型信息,并应用这些信息进行静水力计算。最后,通过一个算例证明了该方法的易于操作性和计算可靠性。     

基于四面体网格的船舶静水力计算方法精度研究

四面体方法非常适合分析多凸体(浮式海洋平台、子母船和半潜船等)结构的浮态问题,该方法已经在多个工程领域进行了应用,但是对其静水力计算方法的精度研究还未见报道.文章首先介绍了基于四面体网格的静水力计算方法,然后通过椭球算例研究了典型静水力参数的计算精度与单元尺寸的关系.算例选取了 5种不同的单元边长,针对浮体的3个典型静水力参数,进行精度分析.试验结果表明,四面体算法的精度控制水平与Maxsurf大致相当,当单元边长取为主尺度最小值的5％时,该算法即可取得满意的精度.     

船舶静水力曲线的自动生成

分析静水力曲线的特点,交干脆和曲线计算结果直接生成ＡｕｔｏＣＡＤ可以接收的ＤＸＦ形式的件,提高工作效率。     

用Excel计算船舶静水力曲线

由于计算机的普遍使用,目前大多数船舶设计单位和部分造船企业都采用专业软件完成船舶的性能计算.由于专业软件功能强大,界面友好,价格适中,深受船舶设计人员的欢迎.但对于一些小型船厂,由于尚未配备专业软件,因此往往通过手工完成静水力的计算,这样速度慢、工作量大,而且也易出错.对于这类造船企业,目前也可利用Excel的计算功能进行静水力计算.下面介绍如何利用Excel完成船舶静水力的计算.     

基于细分曲面的船体曲面造型及静水力参数计算

提出采用细分曲面进行船体曲面造型,结合多边形及多面体的几何特性计算公式进行船舶静水力性能参数计算新方法。推导并整理出两套多边形及由三角单元围成的多面体的几何特性计算公式。根据文中方法对一组数学船型的部分静水力参数进行计算,并将计算结果与精确解进行比较,验证该方法的有效性。同时与传统的辛普生法、Maxsurf软件计算方法作了比较,说明所提出方法的有效性和通用性。     

一种改进的NURBS曲面和隐式曲面求交算法及在船体曲面求交中的应用

本文阐述了基于等值线法的非均匀有理B样条（Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS）曲面与隐式曲面求交算法的原理,并提出了一种改进算法。通过缩小等值线的搜寻区间,采用拟牛顿迭代法求交点,使用B样条曲线拟合参数域上的交线等改进算法,提高了NURBS曲面与隐式曲面求交算法的效率和精度。论文通过Matlab编制程序实现了该算法,并讨论了该算法在船体曲面求交过程中的应用。     

计算机在船舶结构和静水力计算中的应用

用VB语言编制与船舶设计相关和与船舶原理教学相关的一些应用程序.主要为船舶结构和静水力计算两部分的应用程序.该程序可广泛应用在船舶设计、船舶倾斜试验以及船舶原理课程的教学中.文中提供了程序的使用方法和程序的源代码,具有一定的推广应用价值.     

基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

船舶静水力曲线的自动生成

分析静水力曲线的特点,将静水力曲线计算结果直接生成AutoCAD可以接收的DXF形式的文件,提高了工作效率.     

船舶蒸汽管网水力热力耦合计算方法

船舶蒸汽系统水力热力耦合计算是系统设计、管路布置的理论基础。在城市供热管网计算模型的基础上,针对船舶蒸汽系统管网布置错综复杂、管路附件多的特点,考虑蒸汽的可压缩性、管路及附件的摩擦阻力以及散热等特性,建立适用于船舶蒸汽系统管网的水力热力耦合计算模型,并采用标准四阶龙格—库塔（Runge-Kutta）方法对其进行求解。对某型船舶蒸汽系统的3种工况进行水力热力耦合计算,发现计算结果与试验数据最大误差不超过4.1%,满足工程计算的精度要求,表明所提出的方法能很好地应用于船舶蒸汽系统管网的设计优化和计算分析。     

基于NURBS表达的精确自由液面修正

提出了基于三维NURBS表达的精确自由液面修正方法。对船体曲面和甲板进行NURBS表达后,通过对任意倾斜液面下的舱容及容积心的计算以及给定舱室装载量条件下舱室内液体液面的确定,可计算出任意倾斜状态下液体自由流动后产生的倾斜力矩,从而得到精确的静稳性臂修正值。通过对不同舱型的舱室在不同装载量和不同浮态下的倾斜力矩的计算和比较分析,总结规范计算结果和精确解之间存在误差的原因,分析了误差随舱型、装载量和浮态变化的规律。该方法表明了采用精确自由液面倾斜力矩计算的必要性和工程应用价值,并给出在船体设计中如何根据实际情况进行精确自由液面修正的建议。     

基于NURBS曲线的双艉船型线设计研究

NURBS曲线技术已经广泛使用在CAD/CAM等各个领域里。本文讨论NURBS曲线及其NURBS插值方法,并利用该插值方法设计双艉船的型线。     

一种改进的三次NURBS曲线生成算法

对三次NURBS曲线的方程表示进行了分析，对其分子，分母多项式进行了递推运算，并在此基础上得出了一种快速生成算法。     

深V蜗尾型舰船船型研究

在吸收国外先进船型的基础上,结合多年从事蜗尾船型研究的经验,设计提出了一种全新的深V蜗尾船型.试验结果表明,该船型具有优良的快速性和耐波性.     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

基于计算机视觉的船模姿态计算方法研究

在现代船模试验中,船模在运动过程中的轨迹、姿态等参数是船模试验主要的测量目标。目前船模试验中的主要测量设备是陀螺仪、适航仪等设备。随着船模测量精度要求不断的提高,国内外逐渐使用非接触式方式进行相关参数的测量,其中最常用的非接触式测量方法是光学测量技术。本文基于计算机视觉技术,研究了船模姿态的计算方法。本文研究了计算机视觉技术,讨论了船模姿态测量理论,分析了船模的追踪算法。本文的研究对于我国船模试验技术的发展有着重要的指导作用。     

基于EEDI计算与优化的大型船舶结构设计

在船舶设计过程中,由于需要综合考虑船舶的能源消耗水平,往往会采用EEDI指数来作为衡量标准,尤其在大型船体结构的优化设计时,采用EEDI指数能够很好反映出船体的CO_2排放量,从而为节能减排提供良好的参考。在全球化的标准中,EEDI评估作为一个重要的环节,对大型船舶的结构设计和功率消耗提供了一定的指导。本文主要研究船体结构对EEDI指数的影响,并给出合理的评价标准,通过对结构的优化和仿真,得到在一定情况下的EEDI分布,并通过CO_2的变化曲线反映出来。     

基于船舶阻力计算方法确定浮泥的适航密度值

效仿通过船模阻力试验来界定浮泥适航密度值的方法,提出采用船舶阻力计算方法确定浮泥的适航密度值。基于求解NS方程的CFD方法,建立了模拟浮泥中船舶运动流场的数学模型,模型中浮泥的本构关系用改进的Herschel-Bulkley模型来描述。以连云港航道现场泥样和超大型油船KVLCC2为例,采用所建立的数学模型计算了船舶以不同速度在不同密度浮泥中航行受到的阻力。通过数学手段分析了船舶阻力随浮泥密度变化的趋势,确定该港口航道浮泥的适航密度值为1 210 kg/m3,该值与采用流变试验方法和船模阻力试验方法得到的适航密度值接近,证明了文章提出方法的有效性。     

基于重叠网格的船舶运动计算方法研究

文章应用重叠网格技术和单相Level-set捕捉自由面方法,结合数值造波技术和六自由度运动方程,形成了基于RANS方程的船舶运动响应数值计算方法,并在中国船舶科学研究中心自主研发的船舶专用粘流计算软件OShip上实现。应用该方法计算了DTMB5512船模在迎浪规则波中的运动响应,并通过对计算得到的船模运动时历曲线进行傅里叶变换,提取其运动的幅值和相位,得到了不同航速下船模垂荡和纵摇运动的频响曲线,所得结果与试验结果吻合较好。