自定义三维船舶模型的构建方法及系统的制作方法_2

文档序号:9688364阅读:来源:国知局
面积S2。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明自定义Ξ维船舶模型的构建系统的系统框图。
[0038] 图2为本发明自定义Ξ维船舶模型的构建方法的流程图。
[0039] 图3为本发明自定义Ξ维船舶模型的构建方法中获取船舶参数数据的一较佳实施 例的流程图。
[0040] 图4为本发明自定义Ξ维船舶模型的构建方法中获取船舶参数数据的另一较佳实 施例的流程图。
[0041 ]图5为图4中计算得到横剖线函数集合的流程图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0043] 本发明提供了自定义Ξ维船舶模型的构建系统及方法,为船舶提供更接近真实船 体的Ξ维船舶模型,利用Ξ维船舶模型计算分析船舶的航行安全和载重安全,具有计算数 据连续性,弥补了静水力表数据连续性的不足。本发明的自定义Ξ维船舶模型的构建系统 及方法还利用了静水力表数据的高精度对建立的Ξ维船舶模型进行修正,提高Ξ维船舶模 型的计算精度,利用修正过的Ξ维船舶模型计算得到更精确的船舶浮态、稳性、强度数据。 下面结合附图对本发明自定义Ξ维船舶模型的构建系统及方法进行说明。
[0044] 参阅图1,显示了本发明自定义Ξ维船舶模型的构建系统的系统框图。下面结合图 1,对本发明自定义Ξ维船舶模型的构建系统进行说明。
[0045] 如图1所示,本发明自定义Ξ维船舶模型的构建系统包括数据存储单元11、船舶建 模单元12、精细化处理单元13、螺旋奖建模单元14、模型处理单元15、计算单元16、第一逆运 算单元17、W及第二逆运算单元18,数据存储单元11内存储有船舶参数数据、静水力表数 据、W及螺旋奖数据。船舶建模单元12与数据存储单元11连接,用于读取数据存储单元11内 的船舶参数数据并根据读取的船舶参数数据建立Ξ维船舶模型。精细化处理单元13与数据 存储单元11和船舶建模单元12连接,用于读取数据存储单元11内存储的静水力表数据,根 据读取的静水力表数据对船舶建模单元12建立的Ξ维船舶模型进行精细化处理,W令Ξ维 船舶模型趋于实际船舶状态。螺旋奖建模单元14与数据存储单元11连接,用于读取数据存 储单元11中的螺旋奖数据并根据所读取的螺旋奖数据建立螺旋奖模型。模型处理单元15与 精细化处理单元13和螺旋奖建模单元14连接,用于将螺旋奖建模单元14建立的螺旋奖模型 加入到精细化处理单元13精细化处理过的Ξ维船舶模型上。计算单元16与模型处理单元15 连接,用于根据模型处理单元15输出的Ξ维船舶模型获取船舶实时状态的数据并计算出船 舶的浮态、稳性W及强度。
[0046] 利用所建立的Ξ维船舶模型,可W计算任意状态下的船舶浮态,不存在数据点密 度的限制。利用静水力表数据对建立的Ξ维船舶模型进行细节雕刻,得到改进的Ξ维船舶 模型,使得Ξ维船舶模型更为接近船舶的实际状态,提高了计算精度。
[0047] 数据存储单元11中存储的船舶参数数据来自于型值表数据或者邦戎曲线数据,根 据型值表数据或者邦戎曲线数据反推出建立船舶模型所需的船舶参数数据。通过输入单元 输入船舶的型值表数据,该型值表数据通过第一逆运算单元17的逆运算而形成船舶参数数 据,该第一逆运算单元17与数据存储单元11连接,根据输入的船舶型值表数据构建出各水 线曲线函数集和各纵剖线曲线函数集,并将所构建的各水线曲线函数集和各纵剖线曲线函 数集作为船舶参数数据存储在数据存储单元11中。通过输入单元输入船舶的邦戎曲线数 据,该邦戎曲线数据经过第二逆运算单元18的逆运算而形成船舶参数数据,该第二逆运算 单元18与数据存储单元11连接,根据输入的邦戎曲线数据计算得到横剖线函数集合作为船 舶参数数据,该横剖线函数集合的计算包括判断该邦戎曲线数据是W站位作为间隔还是W 肋位作为间隔,若是W站位作为间隔,则先得到W站位区分的数据集合,再W站位为序,根 据面积与吃水值得到不同吃水船体宽度集合,进而得到按站位船体横剖线曲线函数集合作 为船舶参数数据;若是W肋位作为间隔,则先得到W肋位区分的数据集合,再W肋位为序, 根据面积与吃水值得到不同吃水船体宽度集合,进而得到按肋位船体横剖线曲线函数集合 作为船舶参数数据。第二逆运算单元18将按站位船体横剖线曲线函数集合作为船舶参数数 据存储至数据存储单元11中或者将按肋位船体横剖线曲线函数集合作为船舶参数数据存 储至数据存储单元11中。数据存储单元11中的静水力表数据和螺旋奖数据为通过输入单元 输入的数据,其中的静水力表数据和螺旋奖数据来自设计单元,静水力表数据为设计单元 输出的浮态计算表格,利用当前的船舶排水量、吃水及纵倾可W在静水力表中查到相应的 多项船舶数据(如浮屯、位置等),静水力表中的数据比较精确,其特征为吃水取值密、数据精 度高,但是数据不够全面,存在数据量有限的缺陷,静水力表中的吃水的取值范围为船舶型 深的真子集,对于不在表中的数据必须进行插值计算,运样便抵消了静水力表的计算精度。
[0048] 船舶建模单元12根据型值表数据或者邦戎曲线数据反推获得的船舶参数数据建 立Ξ维船舶模型,由于数据来源信息点较少,缺乏对船体细节和不平滑点的关注,所建立的 Ξ维船舶模型属于光船模型,运样建立的Ξ维船舶模型在标准点的计算精度要低于静水力 表。
[0049] 为解决所建立的Ξ维船舶模型在标准点的计算精度低于静水力表的问题,本发明 采用了精细化处理单元13对建立的Ξ维船舶模型利用静水力表数据进行细节雕刻和精细 化处理,采用螺旋奖建模单元14为Ξ维船舶模型添加螺旋奖模型,使得Ξ维船舶模型更接 近真实船体数据。静水力表数据具有跳跃性的特点,通常状态下的静水力表数据存在不同 纵倾化im分表,静水力表与某纵倾下的静水力表的关系为H=Ih,H为总静水力表,h为某纵 倾下的静水力表。精细化处理单元13根据每一纵倾下的静水力表的数据对Ξ维船舶模型进 行精细化处理,该精细化处理单元13包括第一计算模块、第二计算模块、比较模块、W及修 正模块,第一计算模块与数据存储单元11连接,用于计算出静水力表数据中相邻的吃水值 T1和吃水值T2间的船体表面积S1。第二计算模块与模型处理单元15和第一计算模块连接, 用于计算Ξ维船舶模型上对应吃水值T1和吃水值T2的中位吃水值T帷的船体面积S2。比较 模块与第一计算模块和第二计算模块连接,用于比较第一计算模块得出的表面积S1和第二 计算模块得出的船体面积S2是否相等,若相等,则不作处理,若不相等,则发送修正指令至 修正模块,W令修正模块对Ξ维船舶模型进行修正。修正模块与比较模块连接,用于根据比 较模块发送的修正指令对Ξ维船舶模型进行修改,W表面积S1修正Ξ维船舶模型上的船体 面积S2,使得Ξ维船舶模型更接近实际。第一计算模块将静水力表数据中的所有纵倾分表 中的所有数据均进行一遍计算,依序两两进行计算,先计算吃水值T1和吃水值T2,接着计算 吃水值T2和吃水值T3,依次遍历该纵倾下的静水力表中所有的数据对Ξ
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