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原文传递散货船配载仪中的船舶稳性计算

论文题名：	散货船配载仪中的船舶稳性计算
关键词：	散货船;配载仪;稳性计算;并行加速
摘要：	船舶浮态和稳性的计算是散货船配载仪中的核心算法之一。为提高计算精度，本文基于散货船船体及舱室的数字化三维设计模型，研究散货船配载仪中船舶浮态与稳性的计算方法。主要工作如下: 　　(1)基于船舶三维设计模型建立了船舶的外板数据库。首先通过计算几何算法库(Computational Geometry Algorithms Library，CGAL)的切片模块按肋位切割船舶三维设计模型，得到每个肋位处横剖面的型值数据;然后采用“型值等距偏移法”模拟板厚，等距偏移后得到各横剖面处的外板数据。　　(2)根据船舶外板数据库，进行了任意装载状态下的船舶浮态计算。首先通过水线面和外板数据求交得到雅克比矩阵系数;然后利用牛顿迭代法求解船舶浮态方程组计算船舶浮态参数。计算结果表明:与装载手册给定值相比，浮态计算结果误差较小。相比于传统方法，适用于船舶任意浮态，计算精度较高。　　(3)利用不同的稳性计算法进行了散货船稳性的计算，并绘制出不同载况下的船舶复原力臂曲线。计算结果表明:采用静平衡下的自由纵倾法的计算结果与装载手册的计算结果更为接近，误差较小，从而验证了基于三维设计数据进行稳性计算的准确性及可行性。　　(4)利用图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)实现了散货船浮态和稳性的计算过程的并行加速。通过在GPU中进行水线面和外板数据的求交及雅克比矩阵系数的计算，实现了计算时间6-10倍的加速，有效提高了计算效率。　　本文所有算例采用C++编程实现，通过与装载手册计算值进行比较验证了算法的准确性。并将本文算法集成在散货船配载仪中，完成了实船安装。为液化气船、集装箱船和客滚船等类型船舶配载仪的稳性研究奠定了基础。
作者：	王智洲
专业：	交通信息工程及控制
导师：	孙霄峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文