特征驱动的T样条船体曲面参数化设计方法研究

为提高船体曲面生成和修改的便捷性、灵活性,提高船型优化设计效率,并且克服NURBS曲面表征船体曲面的一些不足,提出一种基于T样条技术的船体曲面参数化设计方法.将船体曲面特征参数分为全局、船首、船中和船尾4组,依据这些参数建立T样条控制网格,用单一的T样条曲面即可完成船体曲面和局部特征造型,大大减少了控制点数量.通过特征参数直接驱动船体曲面调整,使船型修改变得直观和简便,且更具有针对性.以典型水面舰船船体曲面表征为例,说明所提方法在船体曲面造型及修改方面的能力和优势,该方法可大大提高船型优化设计效率,具有较大的理论意义和实用价值.     

特征驱动的T样条船体曲面参数化设计方法研究

为提高船体曲面生成和修改的便捷性、灵活性,提高船型优化设计效率,并且克服NURBS曲面表征船体曲面的一些不足,提出一种基于T样条技术的船体曲面参数化设计方法。将船体曲面特征参数分为全局、船首、船中和船尾4组,依据这些参数建立T样条控制网格,用单一的T样条曲面即可完成船体曲面和局部特征造型,大大减少了控制点数量。通过特征参数直接驱动船体曲面调整,使船型修改变得直观和简便,且更具有针对性。以典型水面舰船船体曲面表征为例,说明所提方法在船体曲面造型及修改方面的能力和优势,该方法可大大提高船型优化设计效率,具有较大的理论意义和实用价值。     

船体NURBS曲线修改方法研究

通过对NURBS曲线的修改方法的研究,探索适用于船体曲线修改的方法.文章中提出了一种修改船体NURBS曲线的新方法.该方法运用优化方法,通过形变函数来调整原始曲线,使得修改后的曲线能够满足设计船型的要求.为修改船体NURBS曲面的修改奠定基础.     

用于动画演示的船体曲面快速造型

针对船体曲面外形的特点，考虑到动画演示工作的要求，在充分理解CAD／CAM软件系统所提供的各种曲面造型功能及使用方法后，选择合理的曲面造型方法，生成船体的三维模型，并利用软件的参数化功能对模型进行调整、修改，直至得到满意的结果。     

基于参数化船型的阻力优化研究

船型几何模型的参数化表达,是船型多学科设计优化的基础。其作用是为各学科分析和优化提供一个统一的几何模型,并根据各学科分析结果自动修改调整船体型线。文中尝试使用Friendship进行船体完全参数化建模,并使用该软件中的feature编程功能编程实现shipflow型值数据的提取;通过改变一系列重要的船型参数实现变换船型几何模型,以获得满足性能需求的船型。最后利用该软件的优化框架,采用切线搜索法 (Tangent Search, TSearch) 完成1300TEU集装箱船的兴波阻力优化,优化球首和前体船体曲面。结果表明,该参数化方法在改进船型水动力性能方面有很好的效果。     

船体曲面参数化设计新方法

论文提出一种基于光顺性微分方程的船体曲面变换方法。该方法可针对船体曲面变换的不同设计任务,构造同时满足光顺性微分方程和具体设计约束条件的船型变换函数,并通过该变换函数,实现对以NURBS表达的船体曲面的变换,论文证明,应用该变换方法,能够保证在船体曲面变换过程中不改变船体曲面的C2连续性。作为应用实例,文中给出了船体曲面局部修改、曲面整体变换和船型UV度变换的变换函数方程,并以一条油船为例,分别给出了三个变换方程的具体应用,从而证明了该方法的工程实用性。     

船体局部曲面结构造型的三维设计

二维设计广泛适用于船舶整体结构设计中,但针对船体局部曲面结构造型设计,只能显示二维图像,造成工作人员识图难度大,设计周期长。为此提出船体局部曲面结构造型的三维设计。依托Parasolid三维设计软件,使用Parasolid图形内核函数库,完成三维基础模型建立;通过三维静态力学条件分析,优化基础模型结构;采用三维动态力学分析,检验模拟环境下曲面结构的安全性能,实现三维设计;实验数据表明,本文提出方法,减低设计周期,造型设计显示直观,减轻识图难度。     

轻量化NURBS船体曲面自行设计垂向参数化方法北大核心CSCD

[目的]当前常规的船体曲面设计局限于现有母型船设计空间,并且不能以足够少的参数驱动生成设计船型。为了解决上述问题,[方法]将吃水函数与NURBS方法相结合,提出船舶自行设计垂向参数化方法。以船体水线为基本设计单元,以平底线、设计水线、首尾轮廓线、平边线及最大横剖线为特征约束,以特征参数对应的吃水函数值为设计目标,建立水线逼近模型。可应用进化算法对该逼近模型进行求解,最后通过蒙皮法生成船体曲面。[结果]相关特征线的设计实例表明了该方法的实用性和先进性。[结论]应用该方法可以通过尽可能少的数据量完成船体曲面设计,且更适用于新船型的自行设计。     

轻量化NURBS船体曲面自行设计垂向参数化方法

[目的]当前常规的船体曲面设计局限于现有母型船设计空间,并且不能以足够少的参数驱动生成设计船型。为了解决上述问题,[方法]将吃水函数与NURBS方法相结合,提出船舶自行设计垂向参数化方法。以船体水线为基本设计单元,以平底线、设计水线、首尾轮廓线、平边线及最大横剖线为特征约束,以特征参数对应的吃水函数值为设计目标,建立水线逼近模型。可应用进化算法对该逼近模型进行求解,最后通过蒙皮法生成船体曲面。[结果]相关特征线的设计实例表明了该方法的实用性和先进性。[结论]应用该方法可以通过尽可能少的数据量完成船体曲面设计,且更适用于新船型的自行设计。     

内倾干舷单体复合船型运动预报

本文所研究的船型是以某圆舭船型为母型,采用低内倾干舷和后倾穿浪首设计,应用减纵向运动组合附体技术生成的新型单体复合船型。本文对该新型单体复合船型开展运动预报研究,应用RANS方法计算船体水动力系数,研究该船型水动力特性。对该船型进行纵向运动性能预报,将预报结果与模型试验结果进行对比分析。结果表明,本文采用的预报方法能够反映出内倾干舷单体复合船型的水动力特征,预报精度达到工程精度要求。     

舰艇作战系统建模方法及建模思路规范化研究

传统的作战系统设计中,缺少统一规范的模型,故存在沟通时间长、应变能力弱、可复用性低等缺点.针对舰艇作战系统庞杂的特点,提出了建模的新思路:通过分析常用建模语言及方法的特点,在对系统进行分层和分类的基础上使用多种语言和方法共同建模,即在不同的层次分别应用UML,XML建模语言和RUP,MDA,DoDAF方法进行建模.对建模语言,在概念层和逻辑层使用UML语言,在物理层上使用XML语言;对建模方法,一是应用RUP流程的迭代式特点以提高系统设计的可靠性,二是应用MDA体系结构以提高模型的可复用性,三是应用DoDAF规范以提高模型的完整性.     

基于黑箱建模的船型要素数学建模研究

船舶主尺度要素数学模型的建立是一项重要的工作,而影响主尺度的因素较多,用传统的理论模型计算的结果容易产生较大的误差。提出用黑箱建模方法来预测这些参数,运用多元回归分析对黑箱模型进行求解并通过实例验证该方法的有效性和实用性。     

基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法

船体结构中大量相同、相似并且有依附结构的构件,建模时存在重复操作多、工作量大、构件轮廓与其依附结构难以自动随形变化及建模效率低下等特点。基于此,提出一种基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法。基于NX开发平台,设计考虑船体结构特征的参数化草图模板,通过开发的特征识别与特征替换算法,确保新建的船体构件轮廓与其依附结构自动随形变化,实现构件的批量自动化建模。最后,对几类主要的船体构件进行测试,实现批量自动化建模,建模效率有明显提升。     

潜艇流体动力学数值建模研究

潜艇作为海军的重要舰种,具有良好的机动性、隐蔽性和攻击性,是衡量一个国家海上军事实力的重要标志,也是现代化海上战争的重要战略力量。潜艇的三维结构复杂,其尾翼和指挥台的流体动力学特性不稳定,往往会造成潜艇的振动和噪声等负面影响。因此,研究潜艇的流体动力学特性,并在此基础上设计和改进潜艇的机械结构是研究的热点。本研究建立了潜艇的水下运动函数模型,并利用流体力学解析软件Fluent进行潜艇的流体力学数值建模和仿真,对减小潜艇的水下阻力和噪声,提高流体力学性能有一定的指导作用。     

天文航海数学建模研究

文章通过对天文航海现状的分析,指出了天文航海数学建模的必要性,在对天文航海模块化分析的基础上,建立了基于高度差法和解析法的天文航海数学模型.所建立的模型和借助Visual C++语言开发的具有实际使用价值的天文航海应用软件,为天文航海数字化进程提供了实例参考.     

电磁轨道炮的电路仿真建模

电磁轨道炮的机械、电磁、热等物理过程非常复杂,并且这些过程相互耦合,导致电磁轨道炮的仿真建模非常困难。基于电磁轨道炮的工作原理,采用差分法,将电流、速度及位移考虑在内,并对其进行迭代求解模型参数,建立电磁轨道炮在电路层次上的电源系统以及轨道电枢在内的整个系统模型。利用Matlab进行仿真,通过与其他文献及实验数据对比,证明该方法的正确性和有效性。     

小水线面双体船四自由度操纵运动建模

小水线面双体船由于具有良好的快速性、耐波性、稳性和效率高等特点,已成为新船型的代表。本文根据小水线面双体船的船型结构特点,在三自由度操纵运动数学模型的基础上,提出了考虑横倾的小水线面双体船四自由度MMG操纵运动方程,并对运动方程的参数求取做了详细探讨,在Matlab下完成了小水线面双体船的四自由度操纵运动仿真模拟。结果表明了本文模型的有效性。     

全燃联合动力推进系统可靠性建模与分配

分析了全燃联合动力(COGAG)推进系统的组成与任务,建立了COGAG推进系统可靠性模型,运用专家评分法对COGAG推进系统进行了可靠性分配,利用所编制的软件对系统进行了可靠性分配计算,并分析了COGAG推进系统整体可靠性指标与不同可靠度单元可靠性参数之问的关系,结果表明COGAG推进系统可用性和可靠性都非常高.     

复杂外形潜水器的动力学建模

为建立复杂外形潜水器精确的动力学模型,并基于模型设计控制算法,本文以DOE HD2+2无人遥控潜水器(ROV)为对象,应用计算流体力学(CFD)粘流方法与面元法预测水动力系数。为提高计算速度,在保证计算精度的前提下,采用多面体网格,进行网格优化,减少了流体域的网格总数。由于ROV几何外形不对称,基于最小二乘法分段拟合了阻尼力/力矩与速度的曲线,建立了耦合的阻尼矩阵和附加质量矩阵。最后,基于CFD计算的水动力系数建立了Matlab Simulink动力学仿真模型,并通过水池操控实验对所建动力学模型进行了有效性验证。     

船舶运动辨识建模研究现状与展望

辨识建模是船舶运动建模的主要方法之一.当前的船舶运动辨识建模以参数辨识为主要形式,本文通过文献回顾,归纳总结了参数可辨识性、辨识模型、辨识算法和辨识数据等4个方面的研究成果.分析指出当前存在辨识数据局限性、理论支撑不足和工程应用欠缺等问题,并就下一步在数据处理、理论完备性、非参数辨识和在线辨识方面的研究前景进行了展望.