船舶CAD-CFD接口开发与应用研究

为实现船型优化中各船舶设计软件和性能计算软件间的集成应用,实现基于CAD与CFD的船型自动优化,基于B样条曲线开发读取SHF模型文件的接口程序,实现多软件之间型值数据的交换。以实例验证接口程序在转换模型文件过程中的精确度与实用性,该接口程序不仅适用于常规单桨船,还适用于双艉鳍船型的模型文件转换。     

船舶CAD/CFD集成优化接口开发及应用研究

为实现船舶CAD/CFD的船型自动优化,数据集成是其关键技术之一.文章重点研究船型与阻力性能计算程序(Shipflow)之间的接口技术,开发了读取IGES文件的接口模块程序,实现了船型与阻力计算程序之间的数据自动提取.最后以实例进行了验证,初步实现了基于CAD/CFD的船型自动优化.该研究不仅仅开发了阻力性能的接口程序,也为船型与其主要性能计算模块之间的接口开发提供了技术途径.     

船舶型线生成光顺系统SLINE与计算流体力学软件FLUENT的数据接口实现

实现船舶CAD专用软件与计算流体力学(CFD)软件的接口,有利于化解整个流动计算工作的瓶颈,形成CFD面向船舶设计的快速响应能力, 因而具有重要实际意义.本文介绍了本所自主开发的船舶型线生成光顺系统SLINE与计算流体力学软件FLUENT的数据接口实现及应用情况.     

船舶有限元网格自动生成技术研究

在进行船舶有限元分析时,先在CAD软件中进行船舶模型设计,然后再将该模型导入到CAE软件中进行有限元分析求解是一种非常实用的方法.但这一方法需要将CAD模型转换为CAE有限元网格模型,它包括网格的自动划分、网格修补和网格细化.本文根据船舶有限元分析的特点,介绍了网格自动划分的主要算法,提出了一种改进的铺设算法以实现船舶有限元网格的自动生成.并分别讨论了网格修补和网格细化自动实现的思路.     

螺旋桨自动化几何建模和网格划分技术

为了快速实现船用螺旋桨有限元建模,为极限强度分析和疲劳校核做准备,针对船用螺旋桨的结构特点,利用MSC.Patran前后处理器的二次开发技术,开发了1套螺旋桨自动化建模软件,定义了螺旋桨建模的型值表标准格式,实现了螺旋桨几何建模和网格划分的自动化.对某冰区加强螺旋桨进行了建模和计算,结果表明,系统建立的螺旋桨模型能保持良好的光顺效果和网格质量,满足计算要求.本文提出了基于MSC.Patran的螺旋桨自动建模方法,避免了传统手工建模中复杂和重复的工作,大幅提高了螺旋桨设计分析效率,具有重要的参考价值.     

基于AUTOCAD建模FLUENT中的计算域尺寸的设计与实现

计算机辅助设计软件AUTOCAD具有异常强大完善的绘图功能,借助其强大的功能进行CFD问题建模,所建模型通过一定的技术处理和格式转换能被CFD商用软件FLUENT提供的前处理软件模块GAMBIT识别,最终实现在FLUENT求解器中完成对对象模型CFD问题要求的计算域的设计。本文以圆柱绕流为实例,介绍了用AUTOCAD建模与GAMBIT的联合使用及FLUENT中的计算域尺寸的设计方法和技巧。     

船体表面变形重构及其CFD数值计算网格自适应方法

将船体几何建模重构技术与CFD技术及最优化理论相融合形成的SBD(Simulation Based Design)船型设计方法,使得船型设计从传统经验设计向以数值评估数理寻优为特征的知识化设计新模式转变,为船型设计创新打开了新的局面。本文针对该设计模式中船体几何重构和高精度CFD数值计算网格自适应关键技术进行研究,给出了船体几何整体/局部重构方法及其流程,同时详细阐述了船体表面网格自动变形与体网格自适应方法及其实现过程,突破了高精度CFD方法在船型自动优化流程中应用的瓶颈,为开展SBD船型设计打下了坚实的基础。     

参数化设计中基于Vb的绘图函数库的建立

利用高级语言进行编程,生成接口文件“SCR”,通过AutoCAD进行图形的绘制,实现自动CAD系统的参数化设计。介绍参数化设计时,建立VB库函数生成“SCR”文件的方法以及要注意的问题。     

基于三维结构设计与分析软件平台的舰船结构性能快速评估

本文探讨开发三维结构设计软件与结构有限元分析软件的数据接口,实现从舰船三维结构设计到CAE分析的自动建模,并在结构分析软件的基础上,开发全船分析载荷转换与自动施加、惯性力平衡、计算结果自动后处理等功能,最终建立一个三维结构设计与分析的统一数据平台.以一艘目标舰为例,完成了从Tribon建模、模型转换、自动加载、惯性力平衡到计算结果分析的全部过程,表明统一平台的开发,大大节省了建模、分析时间,有利于在结构模型修改的基础上快速完成CAE模型的修改,实现了结构性能的快速评估,对舰船的开发设计具有实用意义.     

应用FastCAM软件的船舶三维可视化模型构建

针对当前船舶三维可视化模型,由于计算机软件的局限性,导致船舶绘制过程中出现CAD零件图编辑处理效率和代码转换效率低的问题,提出了应用FastCAM软件的船舶三维可视化模型构建研究。利用STEP数据交换标准,管理船舶数据及其关系,设置船舶三维可视化模型输入数据,应用FastCAM软件,清除与压缩船舶绘制DXF/DWG文件,自动编程船舶轮廓并转换编程代码,桥接多个零件实现连续切割。叠加未变形网格图和变形网格图,三维可视化显示船舶位移里程与数据滤波,实现船舶三维可视化模型构建。实验结果表明,与当前模型相比,构建模型的CAD零件图编辑处理效率和代码转换效率数值较大,能够有效提高CAD零件图编辑处理和代码转换效率。     

从CATIA到TRIBON的板架结构数据转换方法

船舶行业不同CAD软件间的数据交换是个倍受关注的问题,从CATIA到TRIBON的数据转换是其中一个重要的环节。通过对船舶CAD软件CATIA与TRIBON之间模型数据结构的分析研究,开发了从CATIA到TRIBON的船体板架结构的数据转换方法。该方法首先分析研究CATIA结构树,然后通过对CATIA系统的二次开发提取板架结构几何与属性信息,其中可以通过控制提取数据的精度来提高数据转换过程的精度;利用外挂软件将数据信息合并到一个文档,按照数据映射关系将其转换为能够在TRIBON中进行建模的格式文件;开发TRIBON系统建模模块,最终迅速有效地完成数据的转换。几个板架结构的转换实例说明该方法能为两个不同CAD软件间的数据交换提供一种有效的工具。     

船舶状态评估计算机辅助系统研发

在船舶状态评估模型与评估标准的基础上,运用面向对象和面向组件的设计思想,对船舶状态评估系统应用软件进行设计;系统设计语言采用统一模型语言(UML),进行可视化系统模块构造.利用C/S数据结构平台,采用面向对象的编程模式,开发了Windows界面风格的船舶状态评估计算机辅助系统.     

一种基于IFC的地形模型共享方法

建筑信息模型实现信息数据共享的方式主要包括:使用专用中间文件格式和使用公共数据模型格式等。针对专用中间文件格式DXF在传递模型属性信息时存在信息丢失的情况,基于IFC实现地形模型跨平台共享,且保留了模型属性信息的完整性。结果表明,IFC作为一种开放的建筑产品数据交换和表达的国际标准,为BIM应用系统之间模型信息数据的共享提供了一种思路。研究成果对于测绘单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。     

用OpenFlight API开发分形地形

分形是近年来流行的地形生成方法。用分形方法生成的地形具有速度快，逼真度高等特点。OpenFlight是视景仿真的标准三维模型格式，已经被大多数视景仿真软件接受。论述了如何用OpenFlight API和分形算法生成三维地形模型。     

船用阀门遥控控制系统的设计

船舶营运的过程中需要借助于对管系中的阀门进行开、闭控制,来实现船舶正常姿态和货物正常装卸,如果阀门控制发生故障,将对人员生命安全和船舶正常营运产生重大影响。为此,开发了船用阀门遥控控制系统,根据船舶规范及船舶自动化的要求设计出基于组态软件和PLC的控制系统,编写了相应的PLC程序和人机界面程序。     

船舶综合导航系统通用检测仪设计与实现

综合导航系统是引导船舶航行的关键设备,其维修保障工作一直是导航设备维护的重难点。文章设计的船舶综合导航系统通用检测仪,通过面向数据流的设计方法开发了多种软件类,采用多线程技术提高软件的实时性和多任务处理能力。利用多通道切换、分时采集等技术对综合导航系统的数字通道与模拟通道进行检测,并实现了综合导航系统与外围导航子系统之间的接口检测与功能检测。检测仪已投入使用,效果良好。     

基于三维势流理论的耐波性数值预报

准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件 WASIM基于时域势流理论,采用 Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模 DTMB5512为对象,采用 WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明：利用 WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用 WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。     

船体典型结构局部强度考核试验模型设计

针对船体舱段模型典型结构,设计易于实际操作实施的缩比模型试验方案;通过有限元软件对板架水下爆炸响应进行分析．对比各个缩比模型在水下爆炸载荷作用下的响应规律．寻找为完成不同试验目的而设计的最佳试验方案。数值分析结果表明：纵桁和实肋板梁模型在水下爆炸作用下的动力响应可验证梁在爆炸冲击载荷作用下的理论分析方法,十字交叉梁塑性变形可验证实船板架结构中交叉梁系的结构动力响应分析方法。双层底板架结构的塑性变形可对舰船局部强度考核的理论分析提供基础,缩比模型计算结果与实船较为一致。计算结果对舰船型号研制和强度考核具有理论指导意义。     

基于XML的船体结构CAD数据交换研究

分析了XML技术在船体结构数据信息交换应用中的特点,归纳了船体结构在计算机里的数据表达形式,并建立了相应的XML Schema.分别为船体结构设计软件CATIA和Intelliship设计了XML交换接口,基于XML文件格式,实现了不同CAD系统之间的船体结构数据交换.