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。     

基于自适应三角化的船舶曲面分段网格细分

结合非结构网格划分相关理论,分析了现有的Delaunay三角网格划分及细分算法的优劣处。针对船舶曲面分段划分注重精度大于计算效率的特性,通过改变自适应算法中的步长值来进行船舶曲面分段的网格细分,再通过Delaunay三角网格划分对自适应网格化后的曲面进行最终三角化处理。文末以船舶曲面分段为例,通过与曲面估算出的曲率云图进行对比,验证细分算法效果的正确性,这在船舶曲面分段展开领域具有一定实用意义。     

三维曲面钢板多点数字化成形技术

多点成形是金属三维曲面柔性成形新技术,以多点成形技术为核心,集成多点CAD／CAM软件、计算机集散控制系统以及压力机等,构成钢板多点数字化成形系统。可以实现三维曲面铜板从形状输入到成形过程的数字化。应用分段多点成形工艺,可以在小设备上成形大尺寸钢板,而不用将其分割为小块;应用多点闭环成形工艺,可以减小钢板的成形误差;从应用实例看出,该技术可以用于船体外板的柔性成形。     

基于参数曲面表达的帆形船体外板展开方法

本文提出了一种基于参数曲面表达的帆形船体板曲面的平面展开方法.该展开方法以三角网格平面逼近船体曲面和3D网格点摊平后出现开裂角为基础,展开过程可分为三个阶段:定义初始导向单元条,初始展开形状确定和展开形状优化.本文所提出的展开方法符合帆形船体板水火弯板变形特点,可以提供水火弯板成形收缩量,并已在实际的船体板曲面展开中得到验证,计算结果与船厂计算的收缩量数据基本相同.     

基于柔度曲率矩阵的曲面板结构损伤识别方法

为了对船体中曲面板结构的损伤部位准确地进行损伤识别分析,提出了一种基于柔度曲率矩阵的曲面板结构损伤识别方法并进行了仿真分析.按照Kirchhoff薄板假定对板结构进行单元划分,以结构的响应重建柔度矩阵,并通过类曲率半径方法对柔度值的变化进行放大进而得到柔度曲率矩阵.算例分析表明,该方法损伤定位准确并且具有较高的灵敏度,避免了使用原未损结构的模态参数,所需损伤结构的模态少甚至只需一阶模态信息就可有效地进行损伤识别分析.     

现代化造船模式下的分段精度控制工艺研究

现代化造船模式主要依托于造船成组技术,使船体建造从钢板切割到分段搭载的工序流程化,将船体分段主要分为平直分段和曲面分段。为了加强船体建造的精度,提高造船的生产效率,分析了平直分段和曲面分段的特点,并结合不同分段的特点进行了分段精度控制工艺研究。结果表明:运用现代化造船模式下的分段精度控制工艺能大大加强分段的施工精度与生产效率。     

船体外板加工成型自动检测方法研究

应用水火弯板智能机器人测量加工后的钢板表面数据,采用Ferguson曲面模拟钢板曲面;借助参数样条曲线、空间坐标转换及误差分析理论,分别对加工后的钢板横向和纵向成型,及扭曲进行计算,以判别船体曲面外板成型状态,并提供未成型钢板二次加工所需的补火位置及补火量等信息.算例表明,该方法可对加工后的钢板成型情况作出符合工程要求的判别.     

基于NURBS的船体曲面切割和排板技术的探讨

船体曲线和曲面的分割与曲面排板是船舶计算机辅助设计与制造中的一项关键技术。本文使用一种新的算法实现了船体NURBS曲面的切割以及外板曲面的生成,并对某集装箱船的船体曲面和船体某外板曲面进行了计算,验证了该算法的正确性和可行性。     

基于NURBS的船体曲面重构

面向船舶CAD、静力学计算、CAM和CFD等应用,文章以建立一个具有工程应用价值的船体曲面重构系统为宗旨,采用一种改进的蒙皮法,求解船体曲面造型的NURBS曲线、曲面的反算问题.其中,利用广义站改进了船体曲面的首尾控制网格;利用节点删除优化了相容性处理后的节点数目,为船体曲面的计算机重构提供了一种良好的方案.这对船体曲面面元的自动划分,CAM船体表面板格划分和CFD结构化计算网格的生成有着重要意义.     

曲面分段零部件托盘物流跟踪技术

船体曲面分段零部件托盘物流跟踪是保证分段按时、有序建造的重要手段。在分析曲面分段零部件配送特点的基础上,提出零部件托盘物流分步式跟踪方案,以及曲面分段零部件托盘物流数字化跟踪技术。实际应用结果表明,该技术能有效提升船体零部件托盘的精细化管理水平,对生产、物资的精细管理和控制具有良好的促进作用。     

多点成形与模压成形的数值模拟对比研究

以"活络式方形压头曲面成形装置"为几何模型,建立有限元数值仿真。以Q345钢材为例,进行多点成形仿真,通过试验验证数值模拟的精确性。与模压成形过程进行对比,分析2种成形方式的前后曲率变化和板材上下表面接触情况,并对比了2种成形方式对应力分布与回弹位移量的影响。总结出两种成形方法对回弹的影响并提出控制回弹的建议。     

Underwater acoustic imaging: image due to a specular reflector in the geometrical-acoustics limit

In underwater acoustic imaging, which is used to produce high-quality images in turbid waters, a specular reflector can produce a “pseudoimage” of the receiving array at the reflecting surface. Based on the “geometrical approximation” (which is similar to geometrical acoustics), formulae are derived for the size and shape of the pseudoimage for both flat and curved reflectors. For curved reflectors, described by two principal radii of curvature, the formulae also assume the “large-range approximation.” The formulae allow radii of curvature to be determined from an image. Also discussed briefly are some possible extensions and the role of nongeometrical effects.     

曲面孔板反射系数试验研究（英文）

A set of experiments is carried out in a towing tank to study the effects of the curvature of perforated plates on the wave reflection coefficient(Cr). The curvature of a perforated plate can be changed by rotating a reference perforated plate about its origin point according to the parabolic equation y=-x~2. A plunger-type wave maker is used to generate regular waves. The reflection coefficients are calculated using Goda and Suzuki's(1976) method. The results are compared with those of vertical or sloped passive wave absorbers. The comparison shows that a perforated plate with a curved profile is highly efficient in terms of reducing the wave reflection coefficient. A correlation is established to estimate the reflection coefficient of curved perforated plates as a function of both flow and geometry characteristics.     

利用CIVIL 3D进行海港工程疏浚设计方法研究

本文在南方某海港工程港池航道工程设计中引入BIM正向设计,利用CIVIL 3D建立了地形曲面和地质曲面模型,建立采样线,对地形曲面、设计曲面、地质曲面进行采样;用断面法进行疏浚工程量计算,用程序自带网格施工图及其他软件等多种方法进行校核以验证计算准确性;通过材质定义,计算不同土类疏浚量并在断面图中表示;在设计完成后,按...     

消声瓦几何生成的测地线法

利用艇体外形曲面型值点阵,构造双三次准均匀B样条曲面的插值函数,再利用测地线微分方程进行测地线的数值求解,生成艇体曲面上任意点任意方向上一定弧长的测地线,用于绘制艇体曲面上消声瓦敷设后的三维边界曲线。对上述消声瓦三维边界曲线的几何生成方法进行了理论探讨,并利用M ATLAB语言进行了编程计算和图形输出。     

Water entry of a bow-flare ship section with roll angle

The two-dimensional water entry of a bow-flare ship section with constant roll angle, or heel angle, was studied by using a boundary element method. The fully nonlinear free surface conditions and exact body boundary conditions were satisfied. Nonviscous flow separation from the knuckles of the section or from the curved bottom could be simulated. The numerical calculations were compared with existing experimental results. First, the effects of roll angle were investigated and then the characteristics associated with large roll angles were examined in particular. The evolution of the free surfaces and the pressure distributions on the section surface are illustrated and the influence of nonviscous flow separation from the leeward section surface is discussed.     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法.使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二...     

弯曲航道平面尺度研究

在弯道实船试验基础上,结合已有研究成果和有关标准及规范,分析研究了弯曲段航道的最小弯曲半径、航道度及其加宽位置。指出现行有关航道最小弯曲半径的规定基本适合于自航船舶并略偏于安全,现行弯道加宽公式计算值偏小比较并推荐了弯曲航道宽度计算公式和相应参数,弯顶采用凹岸加宽既必要又可行。     

三维边坡稳定性分析的一种适用方法

基于空间曲面上一点的应力关系、曲面至边坡表面土柱上力的微分平衡方程、力矩平衡方程,只需要一个假定条件,得出了一种广泛适用的三维边坡稳定性分析法,并讨论了方法应用中的有关问题。算例表明,该方法计算结果是合理的,具有广泛的应用意义。