学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于NURBS技术的散货船配载仪设计

作　者: 孙一方
导　师: 丁勇
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 散货船配载仪稳性非均匀有理B样条
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 0次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在航运领域中，散货船扮演着非常重要的角色，它有着装卸效率高，运货能力强、航线固定等优点，自出现以来发展迅速。远洋航行过程中因配载失误造成倾覆、船体破损等事故时有发生，为了加强海洋运输的安全性，避免事故的发生，出现了能够根据输入各舱室配载情况计算并校核稳性和强度的计算机软件，即配载仪。现有配载仪的稳性计算很多采用基于型值表的二维积分，精度不高而且计算量大，而且只能计算静水中的静稳性曲线。针对以上不足，根据NURBS理论，对某散货船的曲面进行拟合，生成船体曲面网格，并利用Fortran语言编制了船体建模程序，根据生成的船体与波面进行求交计算，确定了波面下船体的几何要素，确定浮心的位置，建立并求解浮态方程组，并在此基础上求解恢复力臂。考虑到散装谷物对船舶稳性的影响，根据配载手册上谷物倾侧体积矩的值计算任意配载条件下的谷物倾侧力矩，并利用作图法确定谷物移动产生的静倾角，完善了稳性的校核。利用已知空船重量分布和根据波面下船体几何要素确定的浮力曲线计算并校核船体在静水中受到的剪力和弯矩。本文介绍了配载仪软件各模块的工作流程和校核规范，采用Visual Basic语言作为开发工具，并调用Fortran编制的稳性计算程序，为某散货船开发了配载仪软件。首先对输入的配载信息进行排水量和重心进行计算，在此基础上以满载出港和满载到港两种配载情况为例，分别计算了静水中的浮态和稳性，并依据规范进行校核，将结果与理论值进行比较，验证了在静水中该软件对于稳性计算的可靠性，然后初步探讨了波浪中船舶的稳性问题，计算了不同波高和不同浪向角下的静稳性曲线，并将计算结果同Maxsurf软件的结果进行对比，证明了软件计算波浪中某散货船稳性的可靠性。最后计算在满载出港情况下船体在静水中受到的弯矩和剪力，并与许用值进行了对比，实现了软件对总纵强度的计算和校核功能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 本文研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究综述  10-14
    1.2.1 NURBS 研究概述  10
    1.2.2 配载仪国外发展现状  10-11
    1.2.3 配载仪国内发展现状  11-13
    1.2.4 配载仪发展前景  13-14
  1.3 本文主要工作内容和创新点  14-17
第2章基于 NURBS 的船体曲面表达  17-25
  2.1 NURBS 概述  17-19
    2.1.1 NURBS 曲线的定义和性质  17-18
    2.1.2 NURBS 曲面的定义和性质  18-19
  2.2 NURBS 曲线基本算法  19-21
    2.2.1 节点插入  19-20
    2.2.2 节点矢量的确定  20
    2.2.3 反算控制顶点  20-21
  2.3 基于 NURBS 船体曲面描述  21-24
    2.3.1 船体型线的拟合  21-23
    2.3.2 船体曲面的生成  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章波浪中船舶稳性和强度计算  25-41
  3.1 波面下的几何要素计算  25-27
    3.1.1 面积要素的计算  25-26
    3.1.2 体积要素的数值计算  26
    3.1.3 波浪中的船舶瞬时吃水  26-27
  3.2 船舶稳性计算  27-32
    3.2.1 浮态方程的建立  27-28
    3.2.2 浮态变化时各水下要素增量  28-30
    3.2.3 浮态方程的求解  30-32
    3.2.4 稳性计算  32
  3.3 总纵强度的计算  32-36
    3.3.1 总纵强度计算基本思想  32-33
    3.3.2 剪力和弯矩的计算  33-36
  3.4 谷物倾侧力矩对稳性的影响  36-40
    3.4.1 散装谷物运输的特点  36-38
    3.4.2 谷物倾侧力矩的求取  38-39
    3.4.3 计算谷物移动引起的静倾角  39-40
    3.4.4 对散装谷物船的稳性要求  40
  3.5 本章小结  40-41
第4章散货船配载仪的计算机实现  41-67
  4.1 散货船配载仪的设计方案  41-46
    4.1.1 配载仪的基本功能介绍  41-42
    4.1.2 配载仪设计方案  42-46
  4.2 软件系统组成设计  46-56
    4.2.1 软件开发环境  47-48
    4.2.2 船舶资料的处理  48-49
    4.2.3 各部分功能模块的实现  49-56
  4.3 实例计算分析  56-66
    4.3.1 静水中稳性的计算  57-61
    4.3.2 波浪中稳性的计算  61-64
    4.3.3 总纵强度的计算  64-66
  4.4 本章小结  66-67
结论  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-75
致谢  75

基于NURBS技术的散货船配载仪设计

内容摘要

全文目录

相似论文