论文部分内容阅读
随着船体曲面设计和性能计算的快速发展,在二者之间建立有效直接的联系显得愈来愈重要相比传统的反复循环高度交互的工作,一种直接和即时反馈的设计方法应运而生船体曲面参数化自动设计方法在本文中被作为一种设计方式提出,将船体曲面以严格的数学模型来描述和生成,使其具有严谨的参数连续性和唯一性,为性能计算和参数优化提供基础,从原理性的角度在船体曲面的设计和评估之间建立一种系统或直接的反馈,以较少的设计参数实现尽可能便捷和全面的曲面设计该方法以性能需求驱动的方式来实现,设计者通过给定参数获得相应条件下的优化船体曲面及其性能的反馈设计过程包括:船体曲面模型的建立,船体曲面性能的评估以及建立直接反馈的优化设计其中曲面形状约束条件构成的非线性优化问题由遗传算法进行搜索实现第一章,介绍了本文研究意义和研究现状,涉及参数化设计,计算机辅助概念设计,计算机辅助几何设计,船体阻力和优化设计等学科领域,包括了参数化设计及概念设计,船体曲面的表达,船体阻力性能的计算以及优化计算部部分及其各自的研究和发展的现状第二章中,船体曲面的基本特征曲线被分类和定义,包括横截面面积曲线,半宽水线面曲线和各站在水线以下的横截面曲线其中横截面面积曲线和半宽水线面曲线采用B-spline曲线来约束和定义,横截面曲线由多项式函数定义第三章,船体的曲线框架被进一步完善,包括水线以上的截面曲线部分,截面曲线的样条曲线拟合,船体的中纵剖面曲线和甲板边线,将船体曲面的表达延伸至水线以上的部分船体曲面在框架的基础上通过样条曲面来生成,以连续的建模方式通过船体曲面及其特征曲线的若干基本参数来表达第四章,在船体曲面参数模型建立的基础上,船体曲面的光顺度和阻力被作为自动设计的性能评估项进行计算曲面的光顺度由离散能量法来评判,并在后续的优化过程中作为目标函数之一来搜索寻优,以完成光顺度的处理阻力计算采用经验回归公式来完成第五章,以船体曲面的性能作为目标函数,以设计者给定的设计参数和特征曲线形状的描述等式为约束条件,构成描述船体曲面及其性能的非线性优化问题采用遗传算法搜索在全局范围内搜索寻优,以获得能够满足设计要求的曲面参数变量,并将性能和曲面即时反馈给设计者,由其来判断和决定下一步的设计策略设计方法在该部分内容中被应用和举例在实际的设计过程中