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。     

基于逆向工程的船用螺旋桨数字化检测方法

针对传统螺旋桨检测方法操作困难、效率低、检测精度差等问题,采用三维激光扫描仪对船用螺旋桨进行测量并获得完整的三维点云数据,利用CATIA软件对点云数据进行预处理,对处理后的点云进行模型重建得到满足精度要求的曲面,对重建的螺旋桨模型与设计模型进行偏差分析,得到桨叶上各点的偏差值,通过该方法可以实现船用螺旋桨的数字化检测。     

基于三维激光点云的船体型线测绘研究

基于全站仪的测绘方法量程小,对于船体型线拼接接口处数据处理误差较大,因此设计一种基于三维激光电云的船体型线测绘方法。首先对三维激光点云数据进行预处理,不同视角下的舰船点云数据会出现重复造成误差,得到误差模型,在实际测绘中将误差考虑进去,使点云建模更精准,利用K-D树方法完成临近点云的搜索,并实现点云配准,将配准完毕的点云输入到软件中,得到舰船模型,实现体型线测绘。为验证测绘方法的有效性,设计对比实验。实验结果表明,设计方法测绘得到的各个测点挠度与基于全站仪测绘方法得到的测点挠度相比,更接近真实情况,验证了设计方法的有效性。     

基于遗传算法的纵摇运动模式识别模型分析

本文针对一型复合三体船船模,对其纵摇运动模式识别进行分析,建立三体船运动模式识别的优化模型,设计并完成静水纵摇运动试验。最终,基于遗传算法建立辨识系统,对复合三体船的纵摇运动模式进行辨识分析,并得出该辨识模型具有一定的精度,验证该优化模型的可行性。     

电磁环境船模预测技术的误差分析研究

基于缩比船模原理,从模型限制误差、方法误差和问题本身的误差等方面分析电磁环境船模预测技术的主要误差源,并在此基础上分别论述上述误差源对电磁环境预测精度产生的影响.可以有针对性地采取相应措施控制误差,以更好地获取逼近于实船的电磁环境分布特性.     

论船舶新产品开发的模型制作

对新船型的开发，先期的工作是按设计图和设计意向，细致地按一定比例制作出实用船模，用实用船模对其设计的船型，作出各种数据检测和对船舶的完整性及外观的直观性进行论证。后期对已成熟的船舶制作船舶静态模型，供交流、欣赏、留念之用。作者就后期静态的模型的制作方法和船模的材料选用进行了探讨，对缩短船模制作的周期和降低制作成本提出一些看法。图6。     

三维激光扫描技术在船用水火弯板测量中的应用

介绍基于三维激光扫描技术的船用水火弯板测试原理和测试过程。利用高斯曲率作为评价依据,通过逐一对比船用外板肋骨线实测数据和设计数据来计算并评价曲面成形度,进而完成对水火弯板的成形检测。通过试验证明该技术方法能有效完成水火弯板成形检测和评价,并能辅助控制成形误差。     

7000 DWT成品油船型线设计

本文介绍了7000 DWT成品油船主尺度的选择以及型线设计过程中考虑的一些要素及处理方法,并通过对船模试验结果的分析,并与其他同型船比较,从而判别本船型线设计的优劣。     

五轴数控船模加工误差分析及控制

船模加工精度直接关系到实船性能预报的准确性,文中对影响五轴数控船模加工误差的几个主要因素进行深入分析,并介绍了相应的控制船模加工误差的方法,对于提高模型加工精度以及保证实船性能具有积极意义。     

曲面分段全建造流程的误差累积及精度预测

以海洋平台典型曲面分段为研究对象,梳理建造企业对切割和弯曲工艺的精度要求及误差响应,以及焊接工艺对应的典型接头力学载荷,并将其作为曲面分段建造的源头误差。基于弹性有限元方法,分析焊接工艺对曲面分段建造精度的影响;考虑切割和弯曲误差对焊接工艺的影响,并预测闭合加工误差的焊接工艺及其产生的焊接变形。为提升曲面分段建造精度的评估效率,建立基于遗传算法的BP(Back Propagation)人工神经网络,并以27组数据为训练样本,以9组数据为验证样本检验其预测的准确性。通过弹性有限元分析研究不考虑、保留及矫正切割和弯曲加工误差等3种情况下的曲面分段建造精度,结果发现三者存在明显差异。考虑切割、弯曲的加工误差及其焊接闭合工艺对曲面分段的建造精度的显著影响,基于遗传算法的BP人工神经网络具有极高的预测精度和稳定性。     

基于改进卷积神经网络的船舶目标检测

为提高无人船研究中的船舶辨识速度和精度,弥补海上船舶目标检测中船载自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)和雷达图像的不足,提出一种基于改进卷积神经网络的船舶目标检测模型。设计多策略的卷积神经网络模型,利用船舶图像数据进行训练和测试,并将测试结果与基于区域提名和基于回归方法的卷积神经网络模型结果相对比。试验结果表明,改进的卷积神经网络模型的船舶检测准确率高于另外2种模型。     

基于三维CAD模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法及实现

利用船舶型值和复杂艏、艉特征参数等数据,结合三维CAD设计软件进行初步建模,提出一种基于三维CAD软件模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法,实现复杂艏、艉船型曲面的快速三向光顺。利用生成的光顺仿真模型和曲面求交算法,获得艏、艉部位任意型值点数据。该方法将拼接和光顺处理分为三个阶段来实现,即曲面重建、G1光顺拼接、曲面微调3个阶段。相较于三维CAD软件中基于单个控制点调整的曲面拼接光顺方法,该方法能够大幅提高曲面拼接与光顺的处理效率,同时曲面的内在连续性和型值点数据精度也得到了保证。     

基于CFD的KCS船舶艏部型线优化研究

为实现基于CFD船体型线优化设计,开发了船体型线优化平台,并以KCS船为初始船型,对其艏部型线进行了优化。首先,重点介绍了径向基函数插值的基本原理及其在船体曲面变形中的应用;其次,将该方法与CFD软件及优化算法结合,开发了基于CFD的船体型线优化平台;最后,将该平台应用于KCS船的艏部型线优化设计,获得给定约束条件下阻力性能最优的船体外形。研究结果表明:基于径向基函数船体曲面修改方法是可行的,建立的船型优化平台具有一定的工程应用价值。     

舰艇数字样船技术及其平台体系结构研究

根据舰艇研制的特点,结合数字样船技术在舰艇设计、制造、维修、保障、训练直到退役等全过程中的应用需求,文章对数字样船技术的内涵、数字样船模型的层次划分、多层次数字样船模型的组成及其体系结构进行了认真的分析和研究,并在此基础上提出了舰艇多层次数字样船模型的组成、体系结构和需要突破的主要关键技术,为深入开展舰艇数字样船技术研究和平台的建立奠定了基础.     

基于相空间重构和回声状态网络的舰船摇荡预报

为了改进利用传统回声状态网络(Echo Stale Network,ESN)方法预报非线性舰船摇荡时历时预报精度不足的问题,提出将相空间重构和回声状态网络相结合的方法,在依托海军某型舰实船采集摇荡数据的基础上,采用相空间重构技术提取舰船摇荡时历的内部结构信息,获取摇荡时历的相空间特性,对时历数据进行可用性筛选,然后将重构后的数据输入到回声状态网络进行学习训练,用于预报舰船极短期的摇荡姿态。利用实船数据进行不同预报时长条件下的试验仿真,并按照均方误差、均方根误差等误差标准对仿真结果进行误差分析。试验结果表明:所提方法对于舰船摇荡的预报具有精度高及稳定性强的优点,预报值与真实值相比从摇荡值和摇荡相位上都具有较好的精度,证明了该方法的可行性。     

最小方差约束粒子群优化的圆弧板曲率检测

为提高船体舭部圆弧板的数据拟合精度、工程测量效率和准确性,在采集三维位置数据的基础上,对数据进行多项式曲面拟合,使用基于最小方差约束的粒子群算法对拟合轴线进行优化.在仅对数据进行多项式曲面拟合后,数据模拟对比发现数据点误差多集中于10％,最大误差可达30％,无法满足实际工程使用.采用基于最小方差约束的粒子群算法对圆弧轴...     

基于三维激光扫描的动态沙方量测量及点云修正

针对水路运输中传统沙方量测量方法精度差、耗时多的问题,提出基于三维激光扫描技术的动态沙方量测量方法。采用静态标定实验得到三维激光扫描系统在沙方测量试验中相对误差为2.46%,满足现场测量要求,然而在动态测量实验中由于扰动误差的存在,使得测量误差超过允许范围,因此需对点云进行修正,降低扰动误差的影响。选取曲面拟合法对静态测量所得点云进行分析,实验数据与拟合数据吻合度为99.8%,从而验证了曲面拟合在修正点云中的适用性。动态扫面点云修正结果显示,动态测量相对误差由修正前的5.37%减小至2.97%,处于现场允许误差3%以内,从而进一步验证了三维激光扫描技术用于沙方量的动态测量的可行性。该方法充分发挥了三维激光扫描技术高精度、高效率和高速等特点,不仅在行船过程中可快速获取沙方量,同时可获取扫描对象三维空间内的详细信息进行数字化建档。     

120m新型远洋渔船燃油舱保护设计

《远洋渔船2015》中指出,将合计燃油舱容积为600 m3及以上的所有远洋渔船的燃油舱保护规则纳入新造渔船的考核指标。本文针对某新型120 m远洋拖网渔船,依据燃油舱保护要求,兼顾渔船方型系数小、渔船空间有限等特殊性质,采用确定式隔离法,对新型远洋渔船的燃油舱进行设计;借助HD-SHM2005型线光顺软件将该船舷侧内壳设计成曲面,并在此曲面上进行后续曲面板材和曲面型材的建模、曲面零件的展开和加工数据的生成,既优化了船体空间又提高了生产设计效率。     

基于全三维数字样船的船舶产品信息集成应用研究

数字样机技术已在航空、航天、汽车工业等行业的研制过程中得到广泛应用。由于船舶产品的复杂性和特殊性,基于全三维设计的数字样船技术应用程度相对落后。从数字样机概念与特征入手,结合船舶研制特点,提出了全三维数字样船的概念,对全三维数字样船的特征进行概要描述,分析了基于全三维数字样船的数字化造船技术体系。在此基础上,从国内外数字化造船发展趋势入手,结合船舶产品三维设计、数据管理、生产管理、设计仿真与虚拟建造、精度测量与控制等方面业务需求和信息集成要求,提出了基于全三维数字样船的船舶产品信息集成与应用实施总体解决方案。基于此方案,在液化天然气船进行了应用验证,为实现船舶产品研制体系的转变提供了应用示范。     

基于iFEM和虚实结合的加筋板应变场构建研究

iFEM(inverse finite element method)是目前进行结构应变场构建最有前景的方法之一,其目的是在结构离散应变采集过程中,以最少的实际测点获取满足精度要求的结构应变场。在一些局部区域应变数据不易采集时,可尝试采用虚实结合的方式进行离散应变数据的采集。本文以船舶典型结构加筋板为例,根据实测数据,结合仿真模型,依据Xgboost的测点回归方法,基于iFEM技术依次计算实测、仿真和虚实结合三种方法的应变场重构精度,分析误差原因。通过预测,当47个物理测点时平均误差最低,为1.92%,以虚实结合路径输入15个点和21个点时结果与验证点的误差均小于3%,验证了虚实结合快速补充缺失数据的应变场重构的方法操作性强、准确度高。