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基于局部能量极小值的船体曲线曲面光顺方法研究
| 论文题名： | 基于局部能量极小值的船体曲线曲面光顺方法研究 |
| 关键词： | 船舶设计;光顺性;船体曲线曲面;NURBS理论;局部能量极小值 |
| 摘要： | 在船舶设计过程中，船体表面的光顺程度不仅对船舶水动力性能有很大的影响，而且对船体施工建造、成本控制等也有重要的影响，因此如何提高船体曲线曲面的光顺性具有重要的意义。本文针对曲线曲面光顺性准则和方法进行深入研究，在此基础上建立了曲线曲面的光顺性数学模型，建立了一套曲线曲面光顺系统。该系统依据曲线曲面的曲率棒、曲率图以及能量的大小判断其光顺性，然后对船体表面不光顺点进行修改，从而实现船体曲线曲面的光顺。 本文对NURBS理论进行分析、总结，对直线、圆弧和自由曲线进行升阶组合处理，实现船体曲线曲面的拟合。在此基础上，对它们的光顺性进行了深入的分析，基于局部能量极小值方法建立曲线曲面光顺数学模型，设计开发了船体曲线曲面光顺系统。在型线光顺子系统中，建立了型线自动光顺和手动光顺功能。针对型线手动光顺问题，主要对型线曲率棒的长度和疏密程度进行判断，建立了型线手动光顺。针对型线自动光顺问题，在研究现有能量法和 Kejlander法的基础上，结合三次样条曲线，建立局部能量极小值曲线光顺数学模型，并将其应于船体曲线光顺系统中，并与整体能量法相比较，证明了该方法的优越性。针对船体曲面光顺子系统方面，在曲线光顺数学模型的基础上，将曲面光顺问题转化为两个方向上的曲线光顺问题，建立了曲面光顺数学模型，并通过实例对其进行验证，实例表明该数学模型对曲面具有良好的光顺效果。 最后，对Matlab和VC语言混合编程优缺点进行简单的介绍，建立了混合编程的数据转化模型。对系统进行了总体设计，描述了系统各个模块的功能应用，通过VC++和OpenGL在用户窗口中拟合出船体曲线曲面，并成功的对其进行了光顺。 |
| 作者： | 周喜宁 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王庆;盛庆武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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