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。     

基于NURBS和小波变换的船体曲面结构优化设计

船体曲面结构优化设计是船舶设计中的重要环节,可以提高船舶的动力学性能和效率。本文提出一种基于非均匀有理B样条（NURBS）和小波变换的船体曲面结构优化设计方法,使用NURBS曲线和曲面建模方法对船体进行建模,基于NURBS曲线和曲面的灵活性和小波变换分解算法,结合Open GL软件对船体曲线和曲面的形状进行寻优设计。结果表明,基于NURBS和小波变换的船体曲线、曲面优化设计的效率高、精度高。     

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.     

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。     

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。     

船体型线三向光顺方法及程序设计

针对于船体型线光顺时,三视图修改繁琐且难以保证数据统一的问题,采用以非均匀有理B-样条(NURBS)表达船体型线的方法,特别是NURBS的拼接算法.通过ObjectARX在AutoCAD平台上实现船体型线三向光顺的程序设计,提出一种可以同时控制曲线型值点、一阶导数和二阶导数值的型线整体光顺方法.     

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FLUENT的船体NURBS型线优化

针对船体水线进行NURBS曲线表达,结合CFD技术,对水线的流场进行模拟,找到造成流动分离的点的位置,交互修改型线,得到流线形船体曲线。     

基于NURBS的船体与桥墩间水动干扰力及力矩的非定常计算

本文在一些假设下完成了船体与桥墩之间水动干扰力及力矩的数值计算工作，所采用的方法是基于非均匀有理B样条(NURBS)的三维Rankine源边界元法，即将船体、桥墩的几何形状以及流场中待求的物理量分布完全表达成NURBS的形式。给出了船体通过圆柱形桥墩时的水动干扰力及力矩的数值计算结果，并进行了一些分析。     

三次NURBS曲线积分问题的数值方法及应用研究

函数曲线的积分问题在工业领域中占有极其重要的地位，非均匀有理B样条（NURBS）方法，是STEP国际标准中关干工业产品几何定义的唯一数学方法。但是关于NURBS曲线的积分问题一直没有得到很好的解决，这使得NURBS曲线的应用大大地打了折扣。本文首次提出了一种解决三次NURBS曲线积分问题的高精度数值方法，给出了包括面积、面积矩、惯性矩、曲线长度等的积分公式的例子，并对这种方法应用于船舶静力性能计算做了一定程度的研究。     

方尾边界条件在高速多体船兴波阻力计算中的应用

将一种由典型的方尾流动物理模型(水流沿方尾下缘切向脱体)导出的数值方尾边界条件应用于高速多体船兴波问题计算。兴波波形与兴波阻力的数值计算采用基于非均匀有理B样条的广义高阶面元法,所得到的高速双体船算例与高速三体船算例的计算结果合理。     

三体船兴波问题的数值计算

以基于NURBS(non-uniformra tionalB-splines,非均匀有理B样条)的广义高阶面元法讨论了三体船兴波波形与兴波阻力的数值计算问题。对两种不同船型的三体船进行了计算,计算结果与试验结果的比较表明了该方法的有效性。文中还讨论了高速方尾三体船侧体的横向偏距和纵向偏距对兴波阻力的影响。     

一种计算非线性兴波阻力的基于NURBS的高阶面元法(英文)

文章开发了一种用于求解非线性兴波阻力问题的基于非均匀有理B样条(NURBS)的高阶面元法.该方法采用NURBS基函数表达物面几何和边界面上的源强分布.为了满足非线性自由面边界条件,开发了一个迭代算法;辐射条件通过采用网格错位的数值技术得到满足.以Wigley数学船型为例,在一系列的船速下计算了非线性兴波阻力.数值结果表明所提出的方法对于计算兴波阻力是精确和有效的.     

近水面椭球体非线性兴波的数值模拟

本文开发了一种去奇异面元法用于计算以定常前进速度运动的近水面椭球体引起的三维非线性自由面势流.采用求解非线性深水波的Stokes理论求解该定常非线性问题;物面用NURBS(非均匀有理B样条)表达;孤立的Rankine源分布在物体内部和自由面上方.给出了波型、波阻以及收敛特性随一些参数的变化规律.波阻计算结果和他人的其它数值结果进行了比较,其吻合程度令人满意.     

液舱晃荡与浮体非线性耦合运动分析(英文)

Nonlinear interactions among incident wave, tank-sloshing and floating body coupling motion are investigated. The fully nonlinear sloshing and body-surface nonlinear free surface hydrodynamics is simulated using a Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) higher-order panel method in time domain based on the potential theory. A robust and stable improved iterative procedure (Yan and Ma, 2007) for floating bodies is used for calculating the time derivative of velocity potential and floating body motion. An energy dissipation condition based on linear theory adopted by Huang (2011) is developed to consider flow viscosity effects of sloshing flow in nonlinear model. A two-dimensional tank model test was performed to identify its validity. The present nonlinear coupling sway motion results are subsequently compared with the corresponding Rognebakke and Faltinsen (2003)’s experimental results, showing fair agreement. Thus, the numerical approach presented in this paper is expected to be very efficient and realistic in evaluating the coupling effects of nonlinear sloshing and body motion.     

用动态规划方法优化设计船舶车辆甲板结构

基于规范的车辆甲板结构优化设计在数学上是一个较大的非线性规划问题，而且为了满足实际需要，其中一些变量只能离散变化。本文将该问题处理为三阶段决策问题，因而能运用动态规划方法有效地求解。通过一个实例详细说明求解过程，从中看出应用动态规划方法解决基于规范的船舶结构优化设计问题的特色。     

采用一种高阶面元法数值求解浅水船舶兴波问题

开发了一种基于B样条的高阶面元法用来求解浅水船舶兴波问题.船体表面和自由面上分别布置Rankine源,同时利用镜像原理来计及水底的影响.物体儿何用B样条曲面精确表示.在求得边界面卜的源强密度分布后,物面上的速度势用B样条来表示.数值计算中采用配置方法,并且用高斯-勒让德公式来计算方程中的积分.为了验证文中方法的有效性,用本方法计算了Wigley船在深水和浅水中的兴波水动力和波形,所得数值结果与试验结果和其它数值结果进行了比较,吻合程度令人满意,表明本方法被用来求解浅水船舶兴波问题是有效的.     

基于NURBS曲线的双艉船型线设计研究

NURBS曲线技术已经广泛使用在CAD/CAM等各个领域里。本文讨论NURBS曲线及其NURBS插值方法,并利用该插值方法设计双艉船的型线。