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原文传递船型参数化设计

论文题名：	船型参数化设计
关键词：	参数化设计;船型设计;纵向特征曲线;非均匀有理B样条
摘要：	参数化技术在20世纪90年代后期已经得到了广泛的应用，许多利用参数化技术开发的专用设计系统，使设计人员从大量繁重而琐碎的工作中解脱出来，从而不仅提高了设计速度，增强了市场快速反应能力，而且还有效地减少了信息的存储。在船型设计中，由于船东要求的多变性和船体线型的复杂性，整个设计过程需要多次反复地进行线型修改以及性能计算，这就要求船型的设计尽量做到参数化。　　经过长期的研究与发展，数学船型设计技术已经取得了较快的发展和长足的进步，但是根据特征参数和特征曲线开发出的船体线型与实际的船型差距很大，没有达到预期的目标。论文在采用NURBS技术表达船体曲线曲面的基础上，提出了常规船型的参数化设计方法：根据特征参数，应用光顺曲线的参数化设计技术，就可以设计纵向特征曲线，生成横剖面曲线，进而得到光顺实用的船体曲面。　　船体曲线曲面十分复杂，在NURBS(非均匀有理B样条)方法出现以前，要用一个式子统一表示船体曲线曲面几乎是不可能的。本文利用NRUBS曲线的节点、升阶、插值算法以及二次曲线曲面的NURBS表示，并正确选择边界条件和参数化方法，实现了用单一NURBS函数表达完整的船型。由于采用了NURBS技术，可以方便地将船型数据导入Shipflow、Fluent、MaxSurf. NAPA和TRIBON等船舶水动力分析、设计、生产设计软件。　　本文考虑了球艏、艉部特征参数，将横剖面曲线的“形心”作为设计的特征参数，讨论了横剖面曲线的曲率极值点等，从而实现了常规船型的参数化设计。该方法建立了船型与特征参数、特征曲线之间的联系，将船型的设计与优化转化为影响船舶水动力性能的、少量的特征参数与特征曲线的设计与优化。　　近年来，对船舶性能的要求愈来愈高，同类船舶更新换代愈来愈快，因而，以往的船型资料难以满足新的要求，传统的船型设计正面临着新的挑战。而船型参数化设计的出现，为水动力性能优化提供了船型生成与变换的工具，为快速、高效开发水动力性能优异的船型提供了可能。本文以设计经验为指导，应用参数化设计方法优化了某船的纵向特征曲线以及艉部特征参数，CFD数值模拟结果显示：螺旋桨盘面的伴流不均匀性和伴流峰值显著降低，伴流分布有了较大改善。
作者：	张萍
专业：	轻工信息技术与工程
导师：	冷文浩
授予学位：	博士
授予学位单位：	江南大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文