基于NURBS曲线与曲面光顺理论的船体设计与优化

NURBS曲线是一种重要的样条曲线,可以高效拟合工业设计领域中的特殊型线、弧线等,由于船舶设计过程需要充分考虑流场的阻力特性,因此提升舰船型线和船体的设计水平很重要。本文研究的内容是一种基于NURBS曲线和曲面光顺理论的船体设计方法,设计过程融合了小波神经网络和OPENGL开发平台,建立了基于小波神经网络的船体曲线、曲面设计平台,对于提升船体型线、流场力学特性分析有最重要的实际应用价值。     

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。     

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.     

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。     

面向计算的船体曲面NURBS造型

该文介绍了NURBS曲面的数学模型,提出用NURBS方法构造船体曲面的主要步骤,讨论了边界条件对曲线曲面形状的影响,给出一船体曲面,结果表明该方法的可行性,为基于曲面的船体几何特性计算奠定了基础。     

结合NURBS曲面理论的主船体模型CAD建模研究

本文研究NURBS曲面理论,重点分析NURBS曲线以及曲面的定义和表达式,给出B样条曲线的计算方法,研究船舶曲线曲面光顺的解算方法,并且引入剪力跃度平方和的定义;研究船舶三维稳定性的计算方法以及船舶静稳性力臂的求解算法,并分析静稳性力臂的变化曲线以及船舶吃水深度的变化曲线;最后分析船舶船体模型的CAD建模技术,并给出船舶快速建模系统的设计方法。     

基于小波变换的船体NURBS曲线光顺方法

曲线曲面光顺是CAGD/CAD研究重点,常用光顺方法有选点法和优化法。首先对光顺进行分类定义,提出了数学光顺、物理光顺和功能光顺的概念。其次,由于小波变换的优良特性,针对船舶型线的特点,引入NURBS的K次有理基函数作为小波尺度函数,利用小波变换对船体型线(半宽水线)进行了光顺,实现了曲线的数据压缩和光顺的目的。该方法的有效性和合理性已被实验证明。     

三维船体曲面模型的信息获取与管理

本文对船体曲面建模中信息的集成及管理方法进行了研究。在SolidWorks建模平台上建立三维NURBS船体曲面模型,使用V B面向对象语言开发了应用软件,从船体曲面模型中获取坐标信息及其他特征信息,并实现对模型中的设计和生产信息进行管理,并通过实例予以说明。     

基于高维数据点的玻璃钢船艇曲面建模方法研究

采用高维数据点丰富船体曲面型值点信息,借助数据库实现型值点数据的快速分类,提供玻璃钢船体自由曲面的三维建模流程,基于三维建模软件UGNX的二次开发,实现曲面的自动生成。为玻璃钢船艇的母型船变换,以及结构、舾装等设计提供真实的三维环境,大大提高玻璃钢船艇的设计效率和设计精度。     

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。     

复杂船体曲面的T样条表征应用研究

NURBS曲面在表征带球鼻艏、折角线船体三维曲面时必须分片处理,增加了曲面造型复杂度,影响船体曲面建模效率。为解决这一问题,采用T样条曲面表征复杂特征船体曲面,从3种典型特征船体曲面表达入手,探索T样条在复杂特征船体曲面造型中的应用。研究表明,与NURBS曲面表征相比,T样条曲面能够采用单个曲面、更少的控制点表征复杂的船体局部特征,非常适合用于船舶设计中的船体曲面造型,是船舶领域前景广阔的CAD新技术。     

一种新的曲面修改方法在船型优化中的应用

为实现基于CFD的船体型线自动优化,船体型线的参数化建模及修改起着至关重要的作用。论文提出了一种新的组合函数修改船体曲面的方法,该方法充分利用了融合函数及全局变换函数两类船体曲面修改方法的优点,实现了船体曲面的大范围变形,并保证了船体曲面的光顺性。将该方法与CFD技术及优化算法成功结合,直接应用于1300TEU集装箱船的型线优化设计,最终获得给定约束条件下的优化型线。结果表明,论文所提出的组合函数修改船体曲面的方法是可行的,具有一定的工程应用价值。     

舰船船体曲面建模标准研究

在对复杂曲面建模技术进行分析、对国内船体曲面设计方法进行研究以及对曲面建模软件实际应用情况进行了解的基础上,对我国舰船船体曲面建模标准进行探讨,确定标准的基本内容,这对于规范船体曲面建模将具有积极的指导作用。     

应用UGNX二次开发实现玻璃钢船体曲面三维建模

在UGNX三维建模软件二次开发的基础上,采用高维数据点丰富船体曲面型值点信息,借助数据库实现型值点数据的快速分类,提供玻璃钢船体自由曲面的三维建模流程,从而实现船体的自动生成。为玻璃钢船艇的母型船变换,以及结构、舾装等设计提供真实的三维环境,大大提高玻璃钢船艇的设计效率和设计精度。     

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.     

基于3D打印技术的无压载水船体型线设计系统

本文介绍了公理化设计方法,并基于公理化设计方法提出适合船舶3D打印的设计方法。分析了船舶3D打印需要的设计约束以及3D打印的实现目标,基于NURBS曲线提出了船体的数学型线设计方法。总结了无压载水船体结构,设计了基于3D打印技术的无压载水船体型线设计系统。     

基于NURBS方法的船舶随浪航行纯稳性损失研究

基于NURBS方法研究了船舶随浪航行纯稳性损失问题。首先对NURBS曲线曲面算法和船体表面网格自动化分的原理方法进行了研究,给出了船体表面网格自动化分的算法。随后建立了船舶随浪航行的瞬时平衡方程,通过牛顿迭代法求解该非线性方程,最后编制计算程序,对船舶随浪稳性问题进行计算,分析了波长、波高、浪向角和波浪与船舶的相对位置,以及参数耦合作用对船舶随浪稳性的影响。     

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。     

三维船体曲面模型建立方法及程序实现

该文对应用实体造型技术建立船体曲面模型的方法进行了研究。在So lidW orks建模环境中使用VB作为二次开发工具,通过应用程序实现了三维NURBS船体曲面模型的建立。并用实例验证了程序的适用性,为进一步建立数字化的船体曲面产品模型奠定了基础。     

基于ProE曲面建模的三维船体造型设计

提出基于ProE曲面建模的三维船体造型设计方法,以满足三维船体造型设计技术需求.该方法将母型船型作为设计基础,使用Solidworks二次开发程序和VB编程语言计算设计船型的参数比例后,依据该比例修改母型船型.将修改后的母型船型导入到ProE曲面建模软件内生成三维船体模型,对该模型进行三维船体肋位设计和静水力计算后,使...