基于CATIA三維建模的船舶穩(wěn)性計算方法研究.pdf

1、船舶穩(wěn)性一直是衡量船舶安全性能的重要指標(biāo)，它關(guān)系到船舶的人員財產(chǎn)安全、船舶的運輸安全以及海洋環(huán)境保護(hù)等各個方面，所以在船舶的設(shè)計階段對船舶穩(wěn)性的快速計算就尤為重要。在傳統(tǒng)的穩(wěn)性計算方法中，在確定船舶自由浮態(tài)狀態(tài)下的各項幾何要素時，是利用二維的線框模型計算，通過水線與橫剖線確定交點區(qū)間后求得水線與船舶插補函數(shù)的交點，通過數(shù)值積分的辦法進(jìn)行計算。這么做的缺點是，二維方法進(jìn)行數(shù)值計算的精度往往取決于所選擇的積分?jǐn)?shù)據(jù)點數(shù)量和積分方法，輸入繁瑣，

2、精度不高。以船舶的型排水體積V為例，在通過二維方法進(jìn)行數(shù)值計算時，選擇的橫剖面數(shù)量越多計算結(jié)果精度越高。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶三維建模能力不斷增強，船舶穩(wěn)性的計算工作也逐漸的從二維轉(zhuǎn)向三維，通過必要的二次開發(fā)，計算穩(wěn)性和其他性能成為可能。CATIA作為一款強大的三維曲面設(shè)計軟件能夠進(jìn)行有效的型線及曲面光順，并提供了二次開發(fā)的接口，為基于船體三維模型的穩(wěn)性計算提供了平臺，本文所做主要研究工作如下:
　　(1)基于CATIA平

3、臺，研究了船舶從線框模型到船舶實體模型的建立過程，并通過VB在CATIA平臺下進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)了船舶三維曲面實體的快速建模，減少重復(fù)性操作，簡化建模過程，為后續(xù)的穩(wěn)性計算提供三維數(shù)據(jù)模型。
　　(2)提出了在CATIA平臺中自由浮態(tài)下確立水線面位置的方法（水線面的三維空間問題），在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了任意浮態(tài)下的水線面與船體曲面求交，對船舶實體進(jìn)行切割運算，提取穩(wěn)性計算中需要用到的幾何要素，包括水線面面積、水線面慣性矩、排水體積及浮心