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基于参数法的船型生成与水动力计算
| 论文题名： | 基于参数法的船型生成与水动力计算 |
| 关键词： | 船舶设计;船型生成;水动力计算;数值方法 |
| 摘要： | 在船舶初步设计阶段，我们确定船舶的几何型表面需要有效率的几何建模方法，评估其水动力性能则需要准确的流场模拟计算。然而，两者之间通常是一前一后来连续实现的，缺乏直接的反馈。这种思维方法致使交互式设计成为目前的主流方法，交互式设计方法需要设计者反复作出修改，耗费大量人力和时间，非常依赖设计者的主观经验。 设计者探求一种快速高效率的方法来确定优良船型，必须将船舶几何外形生成和水动力性能优化一体化考虑。船舶水动力包括稳性，阻力，波浪中的运动(耐波性)和波浪外载荷及操纵性，水动力计算都需要船体几何外形输入为前提。于是我们采用了基于形状参数的船型生成方法——通过高水平的描述符(形状参数)生成船体曲线和曲面所想要的几何外形。编程实现几何建模系统，以船体的形状参数作为输入，以水动力计算所需要的船体型值作为输出，使几何船体与水动力性能成为一种内在决定性关系。因此，基于形状参数的船型生成是船舶水动力性能优化的重要基础和不可缺少的组成部分。 本论文应用了先进的理论思想，结合数值方法，通过编制程序构建船舶线型自动化生成系统，对实船进行自动化建模与耐波性计算。全文共分5章： 第一章，主要介绍研究背景，选择合适的研究方法，确定研究方向和思路，最后明确了研究目标。 第二章，详细介绍了参数法船型生成的基本理论。首先，阐述了基于形状参数船体建模过程，并且给出了形状参数的定义和类型。然后，纯粹从几何角度讨论了平面曲线的生成方法——这里主要指纵向基本曲线和设计截面的生成。 第三章，主要以B样条的方式数值实现平面曲线生成问题。在引进3次准均匀B样条作为建模基础之后，应用参数设计B样条曲线的新方法，它满足光顺性的标准。详细介绍了单段曲线，多段曲线以及特殊曲线的生成特点。 第四章，主要解决B样条曲面的生成。首先，将概述蒙面法，对照传统蒙面插值之后，采用一种新的“光顺”蒙面插值方法——将平面曲线的数值方法延伸到空间曲线和曲面的建模。 第五章，以某排水型高速单体船作为算例，初步实现了参数化建模的自动化过程，在生成型值的基础上进行耐波性计算。 |
| 作者： | 张弛 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 毛筱菲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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