稳性计算的多环融合切片法及在配载仪中应用

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dustfly
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散货船配载仪所包含的最重要算法之一就是船舶浮态和稳性的计算。为提高计算精度,本文基于船舶的三维型体数据,对存在多个环的横剖面进行了融合来进行稳性计算方法,在保证了计算精度的同时,提高了计算效率,优化了船舶浮态与稳性的计算中的多边形裁剪算法。主要工作如下:(1)对船舶设计部门提供的船舶资料进行了研究,通过对船体三维数据进行分析后,利用编程语言对其进行了识别读取的预处理;然后根据各元数据之间的关系建立了高精度的船舶三维数据库,并对其进行了可视化显示,验证了数据库内数据的准确性和完整性。(2)建立了基于船舶三维型体数据的船舶自由浮态计算模型,并提出了多环融合切片算法;基于提出的切片方法设计了求取任意浮态下船舶排水体积、浮心、水线面几何要素以及船舶稳性的数学模型;然后进行了实例计算,计算结果和装载手册中给定值比较,误差较小、通用性好。(3)针对实时船舶任意浮态计算迭代耗时的缺点,通过建立离线船舶浮态数据库来插值计算各载态下的船舶浮态特性;通过分析浮态三参数取值间隔对插值结果的影响确定了较合适的取值间隔;设计并建立了基于加密型值表的离线船舶浮态数据库。(4)基于“MV-H”轮的实船资料,利用建立的离线船舶浮态数据库对其不同工况下的船舶浮态和完整稳性进行了包括初稳性高度、静稳性力臂以及横倾角的插值迭代计算,计算结果表明:采用离线浮态数据进行牛顿迭代法求解浮态参数有效降低了算法运算时长,误差在可接受范围内,从而验证了基于稳性计算的多环融合切片方法与离线船舶浮态数据库在进行稳性计算时的准确性及可行性。本文通过编写C++程序完成所有算例,为了证明算例的准确性,将计算结果与实船状态手册数据进行比对,同时将本文的算法应用于船舶配载仪中,完成实船安装。对其它种类的船舶配载仪设计也有着启发作用。
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