潜艇类组合体之位势流计算法

对绕任意形状三维物体位势流的计算,近二十年来,人们已经发展了一些成功的方法,其多数属于面元法。由于我们感兴趣的物体,其外形的极端复杂性,所以用现有这些方法来解决其绕流问题,要求有相当大内存的计算机,且计算时间过长。本文针对潜艇一类具有近似旋成体的外形特点,当选定旋成体作为参考物体后,则整个计算过程可分解为: (1)求解参考体的位势绕流问题。由于其轴对称性,所以可应用线元法求解。 (2)考虑真实物体与参考物体的差别,可应用FFT算法求解。 (3)计算指挥台与真实物体的相互影响时,用参考物体代替真实物体,同样可应用FFT算法求解。 (4)计算尾舵的绕流问题时,类似于指挥台一样处理。 这样,计算机的存储量和计算时间都将大大降低。 六十年代以来,随着高速数字电子计算机的飞跃进步,对于绕任意形状三维物体的位流计算,已发展了不少成熟的方法。但用它们来计算飞机、潜艇这类组合体的绕流问题,都要求有相当大内存的计算机,且计算工作量也过大。本文针对潜艇一类近似旋成体的组合体问题,根据其外形特点,利用“部件干扰”的思想,在不降低精度的情况下,通过采用Fourier分析方法,给出了一种工作量较少,同时降低了对计算机容量要求的简单实用的计算方法。     

混流式水轮机叶片三维建模和曲面重构的综述

介绍了UG环境下混流式叶片三维几何造型和曲面重构的一般流程。前者采用UG软件中的三次NURBS曲线作为叶片曲面数字化的几何模型,由二维木模图得到转轮叶片的型值点,依据由点连线、由线成面、由面构体的实体建模方法,实现了混流式叶片的整体造型。后者是叶片逆向设计中的关键步骤,它指在通过数字化及数据处理后的混流式叶片的三维CAD模型重构中采用NURBS为基础的曲面重构方法,包括直接由点云构造曲面和通过点云构造曲线后再构造曲面。     

基于OpenGL的螺旋桨几何造型程式化实现

介绍通过螺旋桨设计图纸提供的型值数据等进行螺旋桨三维几何建模的方法。利用VC++6.0编制了适合于各种类型螺旋桨的三维几何建模程序,并借助OpenGL技术实现了三维螺旋桨造型及其尾涡面的显示与人机交互功能,提高了螺旋桨三维几何建模的效率。研究中所进行的对桨叶、尾涡面以及桨毂面元网格的计算也为螺旋桨水动力数值预报提供了基础。     

Internet环境下船舶型线协同设计系统研究

本文提出了一种在Internet环境下开发船舶型线协同设计系统的思想，并对其数据组织。信息发布，数据的修改提交和用户协作冲突控制等关键问题进行了探讨。将XML标记语言引入船舶产品信息中，利用VRML实现三维实体造型，结合Web技术，实现基于互联网的异地船舶型线协同设计，并介绍开发的一个原型系统。     

基于OpenGL的螺旋桨几何造型程式化实现

介绍通过螺旋桨设计图纸提供的型值数据等进行螺旋桨三维几何建模的方法.利用VC++6.0编制了适合于各种类型螺旋桨的三维几何建模程序,并借助OpenGL技术实现了三维螺旋桨造型及其尾涡面的显示与人机交互功能,提高了螺旋桨三维几何建模的效率.研究中所进行的对桨叶、尾涡面以及桨毂面元网格的计算也为螺旋桨水动力数值预报提供了基础.     

基于造型三角形的大型游艇上层建筑造型研究及设计实现

提出造型三角形概念,并基于造型三角形对大型游艇的主尺度和造型参数作统计分析,通过已有游艇的造型设计特点逆向研究,量化研究大型游艇造型美学中的一般数学规律,使用贝塞尔曲线、NURBS曲线对游艇上层建筑中的曲线进行几何表达,并利用CATIA二次开发技术,开发了针对游艇上层建筑设计的平台,该平台可根据要求快速创建游艇上层建筑三维立体模型,提高了在技术设计和施工设计阶段中游艇外观造型的设计效率。     

基于VR技术的舰船航行环境快速重构研究

由于点云数据匹配数量不足,导致重构的三维图像与实际图像之间存在较大位置误差。针对上述问题,进行基于VR技术的舰船航行环境快速重构研究。研究以VR技术为依托,利用VR技术中的核心计算机完成4个步骤。首先对前端VR成像设备采集到的二维点云图像进行预处理,包括点云去噪和精简;然后进行摄像机标定,确定摄像机数学模型,从而得出三维空间中物体的几何信息;再以得到的几何信息为基础,进行点云特征点检测与点云匹配;最后利用VR技术中的VTK软件实现自动重构。结果表明,与2种传统重构方法相比,本方法应用后,点云匹配数量更多,重构的三维图像与实际图像之间的位置误差更小,证明了本方法的重构性能。     

VR交互式三维虚拟船舶建模与仿真

为满足国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)海员培训、发证和值班标准国际公约(International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, STCW)2010年修正案提出的仿真训练需求,基于虚拟现实技术的三维虚拟船舶训练系统逐渐成为航海模拟器训练的有效扩展和补充。针对三维虚拟船舶开发过程中模型数量巨大和交互模型复用性差的问题,通过采用细节层次(Levels of Detail, LOD)模型构建三维虚拟船舶的几何模型,优化系统的真实感和实时性,实现虚拟船舶的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航与瞬移,基于三维空间几何变换建立典型物体的交互模型。结果表明：开发的三维虚拟船舶训练系统真实感强,交互友好,已应用到航海仿真训练中,效果良好。     

消声瓦几何生成及曲面规划

利用测地线进行消声瓦布置三维设计中各种特征曲线的生成。在测地线生成途径上进行了总结分析,并利用测地线几何性质给出了一种求测地线及消声瓦边界曲线的快捷算法。按照工程要求,提出了一种消声瓦在曲面上整体布置的规划方法,该方法将艇体纵向基准线及网格线作为消声瓦约束和排列的基础,并给出了通过求曲线在曲面上等距线的方法生成基准线;在通用几何造型平台上进行了典型艇体验证,该方法满足工程应用要求。     

基于SketchUp的组合体读图教学研究与实践

组合体读图是工程制图课教学中的重点和难点,利用现代三维构形技术结合独创读图方法可有效解决这一关键问题。通过对SketchUp三维软件常用功能和“假想修正法“读图方法进行阐述,再配以实例详尽说明二者结合的读图过程,不仅能使平面的视图和空间的立体瞬间联系起来,更让原本枯燥乏味的组合体读图过程变得生动而有趣。     

高速艇水翼减阻方案及翼滑艇阻力估算方法

文章介绍了高速艇上水翼减阻的原理以及三种不同类型的高速艇上加装水翼的技术方案及其达到的减阻效果,并给出了滑行艇首部加装水翼（即翼滑艇）后整船阻力的估算方法。基于三维非线性涡格法,建立了单独水翼/水翼组合体/多水翼系统的水动力性能理论计算方法,计算结果与试验结果吻合较好,可作为翼滑艇阻力估算中单独水翼水动力性能的计算方法。算例结果表明,文中的方法可用于单独水翼/水翼组合体/多水翼系统和滑行艇加装减阻水翼的初步技术方案设计。     

舰船柴油机排气波纹管的可视化设计

基于VB对CAD软件的二次开发技术及CAD软件的三维参数化造型技术,开发舰船柴油机排气波纹管可视化设计系统,直接生成排气波纹管三维视图,提高了设计效率和设计质量,为机舱优化布置奠定基础。     

基于HOOPS的舰船建模技术研究

随着计算机技术的迅速发展,三维数字化建模和数控加工技术在船舶工业的应用越来越广泛,不仅提高了船舶结构件加工的效率和精度,还降低了船舶设计制造的成本。船舶结构复杂,其三维数字化建模必须依靠性能优越的三维图形处理平台。HOOPS是一个先进的开放式三维分析平台,嵌入了ACIS开发软件作为造型引擎,在三维模型设计、渲染和分析等方面具有很大优势。本文系统介绍了HOOPS三维造型软件的原理,并利用该软件平台对舰船的建模技术进行研究。     

微观物体表面形貌分析及三维重构软件设计

本文针对磨粒铁谱分析设计了用于微观物体表面形貌分析及三维重构的软件系统。该软件提供了视频图像处理、图像分析以及微观物体表面三维重构三个功能模块,通过这三个模块可以完成显微镜下物体背景分离,表面形貌分析以及物体表面形貌的三维重构工作。经过实践证明,该软件可以有效地辅助分析显微镜下的微观物体表面形貌特征,准确地重构微观物体的表面三维形貌。     

混合造型与舰船三维设计

介绍ＣＡＤ造型的常用方法，探讨舰船三维设计的一些特点，以及将混合造型技术应用于舰船三维设计中的有关技术问题。可供有关领导和工程技术人员参考。     

动态、全三维造型及结构

动态、全三维造型及结构计算机辅助设计系统已由上海计算技术研究所江乃雄课题组完成。该系统是上海科学院下达的科学技术发展基金项目,日前通过了技术鉴定。     

船舶机舱多通道视景虚拟仿真系统

船舶机舱多通道视景仿真系统采用多通道融合技术、边缘融合技术、几何校正技术等进行计算机成像和无缝拼接,以实现宽视角和反算控制算法进行投影图象的非线性几何拼接和校正。进而方便用户在三维场景中进行自由的访问和操作,交互拾取时能够提供高效便捷的三维拾取功能和支持用户更好的交互场景和高效的人机交互行为,并能利用虚拟仪表、虚拟指示灯、虚拟指示盘台等动态的手段来展示虚拟交互结果。多通道视景仿真系统能够为用户提供高度的沉浸感和立体感。     

面向制造设计（DFM）的特征造型系统的研究

在研究面向制造设计的特征造型系统特点的基础上，以回转类零件为对象，开发了一个基于特征的三维实体造型系统。用一种实用的特征分类与表达方法和特征造型过程中一种新的信息建模方法，解决了面向制造设计所涉及的各阶段数据共享问题。该系统的开放性结构使之能方便移植和扩展。     

基于NAPA的螺旋桨几何造型和图形生成方法研究

螺旋桨设计是船舶设计中重要的组成部分之一．基于船舶设计NAPA软件平台，使用NAPA自带的NAPA BASIC语言，利用坐标变换方法，根据螺旋桨桨叶的伸张轮廓和叶切面形状，得到了桨叶几何造型所需的三维坐标值，同时研究了桨叶二维图形的生成方法，从而有效地将船舶设计软件与螺旋桨的几何造型紧密结合起来，节省了大量的人力物力，提高了工作效率，推动了计算机技术在螺旋桨设计领域的应用，为船用螺旋桨的精确和高效绘图寻求了一条新途径．     

混合造型与舰船三维设计

本文介绍了ＣＡＤ造型的常用方法，探讨了舰船三维设计的一些特点，以及将混合造型技术应用于舰船三维设计中的有关技术问题。