基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析

为了提高传统VOF数值方法计算棱形液舱晃荡载荷的效率和改进对棱形液舱边界数值模拟的精度,首先采用部分单元参数概念,对传统的VOF方法进行数值改进。然后采用改进的VOF方法对棱形液舱模型在不同充装水平,不同横摇激励周期条件下进行数值模拟,计算了舱内自由液面运动历程和舱壁各点冲击压力历程,并与实验结果进行了比较,得到与实验结果相一致的结论。同时通过网格敏感性分析,得到采用改进的VOF方法时的数值计算网格粗细对数值计算结果的精度影响较小的结论。

面向审核流程的船舶CAD系统建模方法研究

为提高船舶CAD建模效率,同时为CAE分析和船体结构设计程序(SDP)校核提供通用数据模型,设计并开发了一套面向审核流程的船舶CAD系统.首先考虑审核流程的需求,采用几何与数据相结合的方式描述船舶模型,所有船舶构件均采用无厚度的几何片体表示.其次建立包含发布模型、设计主模型和工具模型的三层板架模型,以板架属性的形式记录板架及其附属结构的几何关系,并结合自定义结构导航树、通用三维建模软件NX装配树和特征树组织管理板架及其附属结构.然后基于轻量化数据库SQLite设计面向全生命周期的标准库系统,用来存储和管理船舶标准数据,确保快速查询.最后通过参数化建模与基于自定义特征技术的结构建模方法,快速生成船舶模型.该系统具有较强的交互性和稳定性,建模效率高且模型数据量小;模型经过数据转换可直接进行CAE分析和SDP校核,避免重复设计;数据库技术的使用实现了CAD、CAE和SDP模块间的数据共享,解决了数据分散不一致的问题;自定义结构导航树符合专业船舶设计人员的使用要求.

基于CAD模型的船舶有限元建模方法

基于NX的三维CAD/CAE通用集成平台,提出一种基于CAD模型快速生成船舶结构有限元网格的方法,在CAD环境中将船舶中相交结构进行分割,建立相邻边的匹配关系,将CAD模型转换成多面体模型,在多面体模型中实现相交板架的缝合操作,最后生成有限元网格模型。以实际船舶模型为例进行测试,结果表明,该方法可以实现CAD模型与网格模型的自动关联,CAD曲面修改时网格模型可以自动更新,可有效提高网格的生成效率。

基于NX平台的船舶板区域识别算法研究

目的基于NX11.0平台,开发一种船舶板区域识别算法,准确、高效地识别船舶板区域。方法介绍了计算机图形学中面、环、边的关系,采用面和边的拓扑关系,描述板架区域面和区域边界的关系。以板架上最小面的集合作为板架区域,最短边的集合作为板架区域边界,将围成板架区域面的一组边赋予特殊属性,以区分板架区域边界与板架普通边。在此基础上,通过搜索一组板架区域边界围成的所有板架最小面,进而识别出一个板架区域。在NX11.0平台上,使用C++语言实现该算法,并使用实船模型进行测试,结论该算法对能够准确、高效地实现船舶板区域识别。

船舶集成设计系统的模型管理方法及转换方法研究

目的设计出快速高效的船舶模型管理方法。方法对船舶集成设计系统的体系结构进行分析,分别对CAD三维建模设计系统、CAE有限元计算分析系统以及新增的规范计算系统Structure Design Program(SDP)内部模型的内容整理分类,将模型中数据按照板架类、非板架类结构以及舱室结构分别进行管理,研究出适用于装配型与非装配型模型的管理方法。结论系统间采用基于拷贝的模型数据转换方法,提高了模型转换效率、模型重用能力以及计算结果反馈建模修正速度,保证了模型数据的完整性,缩短了船舶规范建模周期,极大增强了船舶产业的核心竞争力。

船体剖面剪流计算中闭室搜索算法

本文主要提出了船体剖面剪流计算中闭室单元的一种快速搜索算法。算法是以计算几何图形扫描法为基础,提出了基于行业特征的改进型快速算法。同时结合实际算例,给出了算法在剪流计算闭室搜索过程中的应用过程,并计算出算法的时间复杂度,总结了算法的实用性、快速性。为各大剖面计算软件提出了一种闭室单元搜索的解决方案。

基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法

船体结构中大量相同、相似并且有依附结构的构件,建模时存在重复操作多、工作量大、构件轮廓与其依附结构难以自动随形变化及建模效率低下等特点。基于此,提出一种基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法。基于NX开发平台,设计考虑船体结构特征的参数化草图模板,通过开发的特征识别与特征替换算法,确保新建的船体构件轮廓与其依附结构自动随形变化,实现构件的批量自动化建模。最后,对几类主要的船体构件进行测试,实现批量自动化建模,建模效率有明显提升。

基于三维几何模型的船舶扶强材自动理想化系统开发研究

目的开发一套基于三维几何模型的船舶扶强材自动理想化系统。方法针对船舶模型中扶强材截面形状、尺寸多变,分布密度大,进行结构规范计算时计算量大、计算条件复杂、人工计算难以涵盖全面的问题,考虑扶强材的截面变化、依附结构与相交关系,将船舶模型中的扶强材离散重组简化为单元梁,并以单元梁为基本单位进行船体梁结构相关强度校核参数的快速自动计算。结论通过扶强材自动理想化系统,实现了对船舶扶强材间距等13项规范校核参数的快速自动计算,提高了船舶规范校核精度,缩短了船舶规范建模周期。

基于NX平台的船舶三维趾端结构自动CAE理想化方法研究

目的提出船舶模型中趾端结构的CAE理想化方法,提高船舶有限元前处理中趾端简化的效率。方法采用三维八叉树搜索算法,建立三维趾端与相邻空间船舶结构的空间位置关系,筛选需要简化的趾端结构,根据趾端简化规则进行处理。结果基于NX11.0平台,开发出趾端结构理想化功能,实现趾端结构CAE理想化处理的自动化过程,并使用实际船型测试,处理结果满足有限元网格划分质量要求。结论该方法能准确、高效地实现趾端结构自动理想化处理。

基于NX的船舶型线三维参数化建模系统构建

采用自定义特征建模方法,基于NX 11. 0平台开发完整的船舶型线三维参数化建模系统,系统包括型线自动快速生成和丰富的型线参数化编辑方式,型值表关联技术以及型线求交算法的使用,测试结果表明,系统功能齐全、操作便捷、高度参数化,可有效应用于船舶型线建模。

考虑理想化过程的船舶有限元属性继承方法

基于三维CAD/CAE集成系统,提出了一种考虑模型理想化过程的船舶有限元属性自动继承方法.充分利用CAD/CAE系统集成的特点,选用特征点简化几何匹配过程,采取包容盒初筛剔除无关单元减少计算量;计算精确距离校正几何匹配结果,定义处理规则解决模型理想化造成的例外情况,提取已有模型文件中的几何属性作属性源防止数据冗余.在NX11.0平台上,以C＋＋语言对该方法进行编程实现.最后以实际船舶模型为例进行测试,结果表明：该有限元属性继承方法充分考虑模型理想化的影响,统一了例外情况的处理规则,自动完成属性继承过程,降低了属性赋予错误的可能,显著提高了有限元建模效率.

考虑结构特征权重的船舶有限元网格优化算法

基于边折叠的网格简化算法,同时考虑网格节点的结构权重,针对船舶板架结构,提出了一种有限元网格优化算法,以达到消除网格中过于碎小的单元和优化网格形态的目的。算法在进行边折叠时考虑折叠后的单元形态,优先折叠最短的单元边,避免过于狭长或细小的单元出现,保证网格单元的质量。通过考虑网格节点所依附的关联结构的特征权重,近似的定量化节点在结构上的重要程度,以单元边两端节点的权重值大小决定边折叠的方向,优先保留权重值更大的节点,从而对模型上的重要结构特征予以保留。最后,以实际模型验证了算法的有效性。

基于CAD模型的船舶舱室识别算法研究

为了提高船舶设计过程中舱室建模的效率,提出了一种基于CAD(计算机辅助设计)模型的舱室识别算法.利用图形学中的面和半边结构,建立了全船水密板架面的相邻、相交关系,并提出了边界面优先搜索原则,实现对全船封闭舱室空间边界面的自动识别;另外,通过建立外壳结构的包容盒,实现了对指向void空间的边界面分组的剔除.在NX11.0平台上以C++语言对算法进行编程实现,并以多种实际船舶模型为例做测试.测试结果表明:该算法可以简化舱室建模流程,明显提高舱室建模效率,在船艏、船艉等曲面较复杂的区域也能保持很高的识别准确性,并且该算法创建出来的舱室实体均为最小封闭实体.