Study of the ship design process model for collaborative design

The ship design process model is the basis for developing the ship collaborative design system under network environment.According to the characteristics of the ship design, a method for dividing the ship design process into three layers is pat forward, that is project layer, design task layer and design activity layer, then the formalized definitions of the ship design process model, the decomposing principles of the ship design process and the architecture of the ship collaborative design (SDPM) system are presented. This method simplifies the activity network, makes the optimization and adjustment of the design plan convenient and also makes the design process easier to control and change, at last the architecture of the ship collaborative design system is discussed.

3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用

为提升复杂结构舰船管系的设计灵活性,研究3D打印技术在舰船管系三维建模设计中的应用。利用CAD软件建立舰船管系的二维模型,依据舰船管系三角面片的交线段,确定舰船管系的点、线、面关系,将其转换为舰船管系三维模型。将舰船管系三维模型,导入切片软件中,利用切片引擎运行3D打印切片引擎增强处理算法,切片处理舰船管系三维模型,输出舰船管系三维模型的Gcode代码文件。将Gcode代码导入3D打印机,采用Z字填充法填充舰船管系3D打印材料,实现舰船管系模型的3D打印。实验结果表明,该方法可以精准打印舰船管系三维模型,打印结果的尺寸偏差小,提升了舰船管系设计的灵活性。

船舶型号设计师业务活动与能力素质模型研究

面对严峻复杂的国际形势,以船舶型号设计师为代表的科技人才的作用日益凸显,尤其是型号总设计师直接关系到型号科研任务的成败。文章以中国船舶总体所的设计师队伍为样本,构建了船舶业务主管设计师至总设计师的6级型号设计师的能力素质模型。模型涵盖了知识跨度、能力层次、思维特点及行为品质四个维度。综合能力素质模型贯穿于设计师成长全周期,缩短了设计师成长周期,有助于强化设计师人才队伍建设,完善科技人才选拔培养机制,建立价值创造评价等级标准和系统的培训体系。

不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响研究

通过数学模型进行船舶操纵性预报是常用的方法,以往的约束模试验通常仅在设计航速下进行,且MMG船舶操纵运动模型通常认为螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可以忽略。但船舶在实际操纵运动的过程中航速会发生很大变化,螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可能变得不可忽略,因此有必要开展相关船舶操纵水动力的研究。以KVLCC2为研究对象,对其裸船体、船-舵、船-桨和船-桨-舵系统分别进行不同航速下的约束模试验数值模拟,研究了不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响。研究结果表明:螺旋桨对船舶操纵水动力的影响不可忽略,该影响随着船舶航速的减小而增大,但舵的存在会减弱其影响;螺旋桨对舵效有着较大影响,该影响随着船舶航速的减小也会明显增大。因此在进行船舶操纵性研究时,有必要进行非设计航速下的相关约束模试验。

基于模型的船舶协同研制模式研究

为了改进传统船舶研制模式下,设计方和建造方间由于图纸翻模导致的技术状态难以控制、变更和返工问题,提出基于模型的船舶协同研制模式。该模式通过构建一个基于模型的研制环境,对设计方和建造方之间的数字化研制标准体系、模型库和工具集进行统一,运用数字化手段将项目管理、质量审查和工程变更流程固化到基于模型的协同平台,并形成基于单一数据源的在线协同设计能力。结果表明:基于模型的船舶协同研制模式从标准化、精细化、流程化等3个方面系统性地提升了船舶研制质量,支撑船舶研制由传统研制模式向基于模型的数字化研制模式转型。

分段龙骨梁模型水弹性实验技术进展

水弹性实验是研究船舶水弹性响应的重要手段。该文总结了国内外船舶水弹性实验研究现状,对广泛使用的分段龙骨梁船模进行重点研究,包括结构设计、水动力模块设计、载荷形式和实验结果测量等方面内容,分析不同分段龙骨梁船模的适用性,总结了分段龙骨梁船模实验设计阶段的关键技术,并结合团队经验给出主要内容的设计指标,以期为船舶水弹性实验的设计提供参考。

养殖工船作业型水下机器人结构设计与研究

水质检测是深远海集约化养殖的重要环节,水质好坏直接影响着鱼类的生长。目前,水质检测的主要方式是构建水质监测网络系统和人力采集水样检测,这些检测方式存在操作复杂且效率低、作业区域受限、监测周期长等问题。为此,研发设计了一款用于养殖工船水质检测的作业型水下机器人。首先提出水质检测系统和水下机器人系统的总体设计方案。然后利用Solidworks建模软件对水下机器人机械结构进行整体设计,外壳采用流线型结构,其上搭载抽水管口,采用水平2个和垂直4个推进器布局设计,保证水下机器人能够自由运动;基于Ansys软件对机器人的外壳、固定结构和耐压舱等进行应力数值模拟,并结合理论计算对机器人的设计进行完善。最后完成机器人样机软件调试以及性能、自由度和水质检测等水下试验测试。结果表明:水下机器人的密封性、自由度、抽水检测等性能试验均满足工作要求,可以达到对指定位置进行分层和定点水质采样,所获得的水质检测数据可为水产养殖提供数据参考。

复杂线型铸件生产设计应用Rhino软件探讨

本文指出了船舶设计软件在复杂线型铸件建模方面存在的问题,提出解决方案。文章以某散货船尾轴榖、锚唇铸件设计为例,基于Rhino软件探讨复杂线型铸件的精细化建模、铸件与船体结构一体化设计、铸件制作图及检验样的生产设计方法,总结复杂线型铸件的三维建模、制作图及检验样的新型生产设计方法。

基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计

为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。

基于SPD软件的集装箱船导轨高效建模系统开发应用

基于船舶产品设计(Ship Product Design, SPD)软件,开发一种集装箱船导轨高效建模系统。建立系统总体架构,采用导轨参数化部件设计、局部标准化导轨部件库构建、知识驱动的导轨自动化布置和导轨快速分割等系统关键技术实现系统功能,并进行应用验证。结果表明,该系统可有效提升集装箱船导轨的建模效率与建模质量。

基于本体的邮轮设计知识图谱构建分析

文章针对邮轮设计知识多源异构性问题,提出一种基于本体的知识图谱自动构建技术。利用知识结构化模板,建立本体与图谱之间的映射机制,形成面向邮轮设计的垂直领域知识图谱自动构建方法,提高邮轮设计知识搜索效率和可视化水平。开发基于微服务架构的邮轮智能设计知识服务云平台,验证知识图谱的本体建模技术在邮轮设计知识检索中的可行性。

船舶电气设计中电缆设计的研究

电缆设计在船舶电气设计领域起着至关重要的作用,其像船体的神经网络,贯穿整个系统,确保各个部件的顺畅运作。文章着眼于电缆设计过程中的核心问题——如何在不断变化的设计环境中保持设计的准确性和效率,采用了一种新颖的方法,融合了AutoCAD的详细设计图纸属性化处理和三维建模软件AM12的高级功能,从而在复杂的船舶电气设计中实现了电缆设计的高效和准确。研究表明,电缆册的构成复杂多变,受到多种因素的影响,如设备移位、节点变动等。面对这些挑战,提出了一套综合解决方案,包括对电缆路径和长度的动态调整及自动化错误检测。通过实际案例验证,该方法显著提高了设计的质量和效率,缩短了设计周期。这项研究不仅提高了船舶电气设计中电缆设计的准确性和效率,也为类似复杂工程设计领域提供了新的思路。

基于工程设计的STEM教学培养学生计算思维的研究与实践

STEM课程是培养学生计算思维的重要载体,计算思维则可促成学生在真实情景下多元能力的发展。在新工程教育背景下,本研究提出以工程设计循环组织教学过程、以史密斯框架五要素创建支持学生运用计算思维的STEM教学活动设计框架。并以小学“船模”课程为例,进行具体的活动设计与实施。本研究采用单组前后测实验,通过为期九周的跟踪,同时辅以任务单,探究课程实施对小学生计算思维能力与计算思维实践的影响。结果表明,课程教学对小学生计算思维能力有促进作用;认知网络分析结果表明,课程实施推动了学生计算思维实践,船模制作完成后,学生的算法思维有明显发展且各要素连接更紧密。

小型船主机齿轮箱轴匹配设计优化方法探究

通过建立小型船主机齿轮箱轴系统的动力学模型,分析齿轮箱轴匹配设计的关键参数对系统动力学性能的影响规律。在此基础上,提出一种基于多目标优化算法的小型船主机齿轮箱轴匹配设计优化方法,并通过实例验证该方法的有效性和可行性。研究结果表明,所提出的优化方法可以有效提高小型船主机齿轮箱轴系统的动力学性能,为小型船主机齿轮箱轴匹配设计提供了一种新的思路。

美国舰船概念方案设计方法发展综述

舰船的主要总体特性和功能特征是在概念方案设计阶段确定,该阶段对舰船方案的综合效能、研制风险和研制费用具有重要影响。通过分析美国舰船概念方案设计体系和方法发展特点,将其分为舰船综合模型开发、总体方案综合效能评估和总体方案综合优化3个阶段。针对舰船综合模型,归纳整理基本原理和发展历程,分析其不足;阐述基于效能、费用和风险的舰船总体方案综合效能评价体系及方法;对基于综合效能优化的舰船概念方案设计原理及应用进行系统的梳理。美国舰船概念方案设计方法的发展特点与经验对我国舰船概念方案设计体系的研究和发展具有借鉴意义。

船舶安全疏散研究述评

船舶安全疏散作为保障船上人员生命安全的重要途径,已逐步成为世界航运业关注的焦点。介绍了船舶人员行为及运动特征、船舶疏散模型和船舶疏散设施等三个方面的研究现状。首先说明船舶人员行为及运动特征是船舶疏散研究的基础;然后介绍了现有的疏散模型研究、船舶疏散模型和仿真软件,以及三者之间的相互关系;进而简要介绍船舶安全疏散装置和船舶疏散研究的关系;最后针对船舶安全疏散研究存在的问题和不足,对船舶安全疏散的发展提出展望。

支持协同设计的船舶设计过程模型研究

船舶设计过程模型是在网络环境下开展船舶并行和协同设计系统的基础。本文根据船舶设计的特点 ,提出了将船舶设计过程按照项目、设计任务和设计活动三个层次进行分解的方法 ,并给出了船舶设计过程模型形式化定义。该模型明确了设计任务间的并行、顺序和协同关系 ,可以直接按设计任务构成活动网络图进行规划、分析、管理等工作 。

大型集装箱船舶辅锅炉仿真系统的研究

针对船舶辅锅炉系统实际训练中存在的局限性,以COSCO PACIFIC万箱集装箱船的辅锅炉系统为仿真对象,采用混合建模法建立了船舶辅锅炉的炉膛、汽包等数学模型,并应用VC++编程技术模拟船舶辅锅炉的实际工况,实现了辅锅炉系统的燃油、水和蒸汽等系统的软件操作界面设计和功能仿真。对所设计的仿真系统进行了一系列操作和测试,结果表明该系统能够全面、逼真地反映辅锅炉系统的工作情况和实际动态过程,对学员熟练掌握船舶辅锅炉系统的操作要领可起到重要的推动作用。

基于中国文化底蕴的邮轮造型设计风格探索

[目的]探索中国文化底蕴在邮轮造型设计风格中的运用方法。[方法]提出“中国文化底蕴+时代精神”的设计理念,并从设计艺术学的角度总结邮轮的造型设计原则与流程。其中主要原则为:外观与内在协调、造型与元素协调、特征与框架协调、理性与感性协调。[结果]基于中国文化底蕴的邮轮造型设计原则与方法,针对现代邮轮的设计造型与特征,将邮轮划分为了4种主要的造型设计风格,即古典式风格、新中式风格、现代式风格和典雅式风格。[结论]结合大量设计实例,对4种造型设计风格进行总结与分析,可为本土邮轮的造型设计风格提供方向。

船舶操纵数学模型在港口航道设计中的应用

本文介绍了船舶操纵数学模型的组成 ,并对其在港口、航道设计中应用的典型列子进行了介绍 ,指出了船舶操纵数学模型的进一步发展方向和它在港口。