基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制

在實際的船型優(yōu)化項目當中,總是需要滿足一定的限制條件。常規(guī)的限制條件如:排水體積,浮心位置,硬點(hardpoint)等等。在某些特殊情況下,也需要對船體局部的幾何有一定的限制要求,如某縱剖線和某水線的夾角不得超過某一限定的角度。

我們從型線圖中可以很容易的得到縱剖線與水線的夾角。但對于船型優(yōu)化來說,由于船體幾何是不斷變化的,因此該夾角也會隨之變化。在這種情況下,夾角是沒辦法從無法實時變化的型線圖上讀出的。想通過其他CAD軟件實現(xiàn)起來也很困難。

CAESES憑借其強大的建模能力及二次開發(fā)能力(Feature)使得讀取實時變化的夾角角度成為可能。本文將以CAESES內(nèi)置某一船型舉例,測量其16m水線和8m縱剖線的夾角隨著船型變化的變化。

夾角的測量

  1. 導(dǎo)入已有船型,并轉(zhuǎn)化成 brep 格式

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖1

2. 通過編寫Feature,得到其16m水線和8m縱剖線

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖2

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖3

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖4

3. 由于兩條曲線于空間相交,因此需要將它們投影到相同的平面

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖5

4. 通過編寫Feature,計算兩個投影曲線的夾角

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖6
基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖7

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖8

船型變換

  1. 利用FFD的變型方式,對船體首部進行變型

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖9

2. 由于船體首部線型發(fā)生變化,因此相對應(yīng)區(qū)域的16m水線和8m縱剖線形狀也會發(fā)生變化,夾角因此隨之改變。如下圖:

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖10

優(yōu)化限制條件的應(yīng)用

  1. 可以假設(shè)規(guī)定該夾角不得大于26度。

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖11

  1. 應(yīng)用1:顯示無效方案

我們可以在優(yōu)化或者取樣過程中將該限制條件作為是否有效方案的標準。(綠色為有效方案,紅色為無效方案)

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖12

2. 應(yīng)用2:減少無效方案的CFD計算時間

也可以直接將該限制條件作為CFD計算前的評判標準,滿足條件視為有效方案,執(zhí)行CFD計算,否則不執(zhí)行。這樣會大大減少無效方案的CFD計算時間,提高優(yōu)化效率。

基于CAESES的船型優(yōu)化二次開發(fā)——縱剖線與水線夾角控制的圖13

                                                         

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