水面舰船型线生成及几何重构方法研究综述.pdf

《水面舰船型线生成及几何重构方法研究综述.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第36卷第6期2014年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36．No．6Jun．，2014水衙舰船型线生成及几何重构方法研究综述刘平，张恒，程虹，李炜(中国人民解放军92537部队，北京100161)摘要：对水面舰船型线生成及几何重构方法的国内外研究现状进行综述。指出传统船型设计方法在新需求和技术面前表现出的严重不足，同时分析对比各种新方法的优劣，最后提出船体型线生成及几何重构的研究将会与以性能驱动设计为目标的基于设计的仿真技术以及多学科设计优化等新的理论方法相结合的趋势。关键词：水面舰船；船型生成；几何重构；多学科设计优化中图分类

2、号：U674文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)06—0001—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．06．001AnoverviewonhullformgenerationsandgeometricrepresentatiOnmethodsofsurfacenavalshipLIUPing，ZHANGHeng，CHENGHong，LIWei(No．92537UnitofPLA，Beijing100161，China)船体型线设计是舰船总体设计的重要内容之一，对舰船的技术性能指标及经济性有重要影响。型线设计的成败直接决

3、定着舰船的静力学性能及快速性、耐波性、操纵性等动力学性能的优劣，因此国内外学者从未停止对先进型线生成方法的探寻。近年来，随着对船型优化设计研究的深入，特别是多学科设计优化方法的引入，如何实现船体型线的自动生成与几何重构已经成为目前研究的热点问题。本文对水面舰船型线生成及几何重构方法的国内外研究现状进行全面综述，分析对比各种方法的优劣，指出今后技术发展的趋势，为下一步开展研究打下良好基础。1船体型线生成方法船体型线生成方法主要有自行绘制法、母型法、系列船型法及数学船型法4种。自行绘制法是早期船体型线设计采用的方法，它是在给出边值条件(如设计水线半宽、吃水等)和初始条件(如

4、主尺度L，B，r和横剖面面积曲线等)的基础上，根据设计船所选定的型线特征，凭设计工程师的经验选取若干控制点，用柔软木样条和压铁收稿日期：2013—07—24：修回日期：2013—12—26作者简介：刘平(1967一)，男，硕士，高级工程师，研究方向为舰船总体论证。正rmea叶耐_薹出一恤．营SfhMk0_萋m岫_蚕山啡虹诋耐坞汹．印，砒础一一陆．鹕Ⅺ．妻一一_蕈唧‰no盯；¨矗印吼mnb一也骶“Ⅵ；：d．球mea．uHKc托畔?一h札蜥一哪扪h=

5、㈣M叩C(elⅣh疵小咿㈨一m．。nhe●1Ke一胁_萎～=善一岫麓蔫㈣舯lj商～由叫哑Ⅲm_莹_喜咖唿拈舶．m．邯山蕾．m

6、旧叫舶啦讪d痂讯一一一一一一一一m幽鹏哪“一雌．㈣、Ⅲ薹

7、㈣“一=

8、fT商阱均R_三㈣¨一却岫疵汕_三般，w扎，●．儿_茎哪％_喜删砒_景o旧博矧甜Ⅷ州岫_耄‰呷㈣一．坨Ⅱ彻，m．圳n一舳眦剐西引血¨恤wL_耄_呈洲⋯一“№_耋叭盯dzKxS：pmbⅡk弘出急焉裟淼m．巾Ⅷm眦蛐山¨i呈{

9、

10、

11、{量尝Ao心o∽mOKm叩嘶”商m刚一．一一一～呻K·2·舰船科学技术第36卷绘制包含各控制点在内的1组剖面型曲线(如横剖面型曲线或水线)，然后按画法几何与制图方法从这组型线图取值绘出船体三向剖面曲线图(横剖面型线图、半宽水线图和纵剖面型线图)。母型法和系列船型法是目前最为常用的

12、传统船型设计方法，它是根据设计任务书的要求，按照有关理论知识和经验，查找与新设计船的主要要素和用途功能相近且性能优秀的母型船资料或系列船模资料，然后通过主尺度变换、横剖面面积曲线变换等线型变化方法改造母型船或系列船模，得到符合设计船要求的新船型。1。。。自行绘制法、母型法和系列船型法这3种传统的船型设计方法通过交互式设计过程来完成，得到的通常是小比例的线型图，其型值为离散型值点，因此建造前，还需先对船体线型进行三向光顺，耗费大量的人力资源和时间，设计效率低下，且不能保证得到的船体型线的光顺性。同时，传统船体型线设计方法生成的船型性能优劣还与船舶设计师的个人设计经验及积累

13、线型数据库的多少密切相关，具有较大的偶然性¨。。。陈宾康∞。提出船舶设计要适应现代科技发展，只有通过设计者运用数学理论、逻辑思维方法和技巧对设计对象进行定量的数学描述、分析和处理来实现。近20年来船体型线设计的发展，多是依靠计算机辅助设计(CAD)技术而在型线绘制和修改手段上有所突破，总体设计思路依旧沿用母型改造法和系列型线生成法等传统方法，仍无法摆脱对设计师直觉和经验强烈依赖。为此，国内外学者尝试通过多种途径实现船舶设计理念的革新，希望在保证设计质量的前提下，大幅度提高设计效率且尽量减少设计者的主观介人。按照Harries等。6。的分析