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船舶与海洋平台专业设计软件开发


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船舶与海洋平台专业设计软件开发
  • 书号:9787030497680
    作者:于雁云,林焰
  • 外文书名:
  • 装帧:平装
    开本:B5
  • 页数:
    字数:
    语种:zh-Hans
  • 出版社:
    出版时间:
  • 所属分类:
  • 定价: ¥180.00元
    售价: ¥180.00元
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本书主要研究船舶与海洋平台设计软件的开发原理、算法与开发技术。全书共10章:第1章为绪论;第2章介绍船体型线与船体曲面设计软件开发技术;第3章介绍基于三维切片模型的船舶静水力特性计算方法;第4章介绍船舶装载稳性与总纵弯曲强度校核软件开发技术;第5章介绍船舶与海洋平台有限元分析软件开发技术;第6章论述基于参数化技术的船体结构有限元软件开发技术;第7章论述海洋平台总体设计软件开发技术;第8章论述船舶浮态与船体变形耦合分析及其软件开发技术;第9章论述船舶与海洋平台结构优化设计方法与软件开发技术;第10章为总结与展望。
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    “船舶与海洋结构物先进设计方法”丛书序
    前言
    第1章绪论1
    1.1船舶与海洋平台设计问题概述1
    1.1.1设计任务的复杂性1
    1.1.2螺旋上升式设计过程2
    1.1.3设计任务的高度重复性3
    1.2研究专业软件开发的必要性5
    1.2.1发展民族工业的需要5
    1.2.2弥补商业软件的不足6
    1.2.3优化设计的客观要求8
    1.3CAD技术在船舶与海洋平台设计中的应用9
    1.3.1二维线框模型9
    1.3.2三维线框模型10
    1.3.3三维表面模型11
    1.3.4自由实体造型技术13
    1.3.5参数化技术15
    1.4广义参数化设计方法概述16
    1.4.1程序参数化设计方法16
    1.4.2基于构造历史的参数化设计方法17
    1.4.3基于几何约束求解的参数化设计方法17
    1.5船舶与海洋平台软件开发概述18
    1.5.1船舶与海洋平台CAD技术的特点18
    1.5.2船舶与海洋平台设计软件开发模式19
    1.5.3船舶与海洋平台专业软件开发基本要求23
    参考文献24
    第2章船舶型线与曲面设计软件开发26
    2.1样条曲线理论及其关键算法26
    2.1.1样条曲线理论及其在船舶型线设计中的应用27
    2.1.2样条曲线求交算法29
    2.1.3样条曲线插值算法31
    2.1.4样条曲线积分算法32
    2.2二维船体型线设计方法34
    2.2.1二维型线设计模型34
    2.2.2船体曲面与平面交线计算方法35
    2.2.3插值计算横剖线、纵剖线与肋骨型线38
    2.2.4点的排序算法39
    2.2.5型线中折角线的处理40
    2.3样条曲线的折线表达方法43
    2.3.1曲线转折线的参数等分转化法43
    2.3.2曲线转折线的基于曲率转化法43
    2.3.3两种转化法效果对比44
    2.4三维船体型线设计45
    2.4.1船体型线三维设计软件开发概述45
    2.4.2空间折线与任意平面交线计算46
    2.4.3船体曲面与任意平面交线计算47
    2.4.4横剖线、纵剖面与半宽水线插值算法48
    2.4.5三维型线模型转换为二维型线图49
    2.5母型船改造法船体型线设计50
    2.5.11Cp法型线设计方法及关键技术50
    2.5.2满足Cp与LCB要求的SAC曲线迭代计算方法51
    2.5.3型线变换方法52
    2.6船体曲面及其设计方法53
    2.6.1船体曲面表达概述53
    2.6.2船体曲面整体表达法55
    2.7船体型线设计程序设计58
    2.7.1型线设计模型58
    2.7.2程序的数据结构61
    2.7.3主要函数及其功能说明62
    2.8小结63
    参考文献64
    第3章船舶静水力特性计算软件开发65
    3.1浮体模型的切片表达65
    3.1.1水线面边界平面模型建立方法66
    3.1.2横剖面边界平面模型建立方法67
    3.2平面闭合连通域属性计算方法69
    3.2.1平面闭合连通域属性计算69
    3.2.2由折线段构成的闭合连通域属性计算70
    3.2.3多连通域与复连通域问题74
    3.2.4任意平面曲线构成的连通域属性计算75
    3.2.5商业软件中的边界平面76
    3.3基于边界平面模型的静水力曲线计算76
    3.4基于边界平面模型的邦戎曲线计算78
    3.4.1基于二维横剖线计算邦戎曲线78
    3.4.2基于横剖面边界平面计算邦戎曲线79
    3.5基于边界平面模型的稳性插值曲线计算80
    3.5.1船舶正浮稳性插值曲线计算81
    3.5.2带有纵倾的稳性插值曲线计算83
    3.6特殊船舶的静水力特性计算84
    3.7船舶静水力特性计算程序设计87
    3.7.1程序的数据结构87
    3.7.2主要函数及其功能说明88
    3.7.3文件接口89
    3.8小结90
    参考文献91
    第4章船舶装载稳性及总纵弯曲强度校核软件开发92
    4.1船舶装载稳性计算92
    4.1.1计入纵倾的静稳性曲线计算方法92
    4.1.2完整稳性与破舱稳性衡准94
    4.2船体梁剪力与弯矩计算94
    4.2.1船舶载荷分布曲线计算方法95
    4.2.2浮力分布曲线计算方法100
    4.2.3剪力弯矩分布曲线计算方法104
    4.2.4剪力弯矩分布曲线精确计算公式105
    4.3船舶装载计算程序设计106
    4.3.1程序的数据结构106
    4.3.2船舶装载计算模型定义107
    4.3.3主要函数及其功能说明108
    4.4船体结构横剖面属性计算109
    4.4.1船体结构横剖面属性计算模型109
    4.4.2横剖面属性计算原理111
    4.4.3横剖面属性计算算法112
    4.5船体总纵强度弯曲应力计算及显示113
    4.5.1弯曲应力计算与校核113
    4.5.2应力云图显示原理114
    4.5.3弯曲应力计算与应力云图绘制114
    4.6船舶总纵强度计算程序设计117
    4.6.1计算模型定义117
    4.6.2程序的数据结构117
    4.6.3主要函数及其功能说明118
    4.7小结118
    参考文献119
    第5章船舶与海洋平台有限元分析软件开发120
    5.1船舶与海洋平台结构有限元分析的特点120
    5.2船体结构有限元分析软件开发基本原理122
    5.2.1通用有限元软件二次开发的基本模式122
    5.2.2宏语言层船舶与海洋平台有限元软件开发基本流程123
    5.3空间杆梁结构有限元前处理程序设计125
    5.3.1结构的定义及结构建模126
    5.3.2有限元软件接口文件126
    5.3.3有限元软件的调用127
    5.3.4程序应用128
    5.3.5有限元模型的三维显示129
    5.4空间杆梁结构有限元后处理程序设计130
    5.4.1后处理模块的数据结构设计131
    5.4.2应力与变形的提取分析131
    5.4.3空间杆梁屈曲强度计算136
    5.4.4材料利用系数图137
    5.5空间杆梁结构有限元分析程序设计138
    5.5.1程序的全局变量设置139
    5.5.2主要函数及其功能说明139
    5.6面向过程与面向对象软件开发模式145
    5.7小结145
    参考文献146
    第6章船体结构参数化有限元软件开发147
    6.1船体结构三维有限元软件概述147
    6.2船体结构参数化建模149
    6.2.1平面加筋板的参数化模型及其驱动机制150
    6.2.2参数化加筋板模型的数据结构152
    6.2.3板格模型的建立155
    6.2.4最小回路搜索算法及其应用155
    6.2.5船体曲面建模161
    6.2.6建立船体结构有限元模型165
    6.3舱室与载况定义166
    6.3.1舱室板类与载荷类166
    6.3.2舱室类与舱室状态类167
    6.3.3载况类168
    6.4船体结构有限元前处理模型169
    6.5船体结构屈服强度评估170
    6.5.1应力提取与存储171
    6.5.2单元的分组显示173
    6.5.3组合工况及其应用176
    6.5.4材料利用系数图176
    6.6船体结构屈曲强度评估177
    6.6.1板格模型的建立178
    6.6.2板格应力的提取179
    6.6.3屈曲利用因子图180
    6.7船体结构参数化有限元软件的数据结构181
    6.8小结181
    参考文献182
    第7章海洋平台总体设计软件开发183
    7.1海洋平台设计中的特殊性183
    7.2海洋平台主结构参数化建模185
    7.2.1主结构草图185
    7.2.2主结构参数化模型194
    7.3参数化分舱及舱室数据结构定义196
    7.3.1舱室的参数化模型197
    7.3.2特殊舱室的定义202
    7.3.3舱室模型的数据结构202
    7.3.4舱容要素的计算方法203
    7.4三维参数化总布置设计204
    7.5波浪载荷计算207
    7.5.1波浪载荷数据结构207
    7.5.2线性波理论208
    7.5.3五阶Stokes波理论209
    7.5.4基于Morison方程的载荷计算214
    7.6基于三维浮体模型的静水力特性计算215
    7.6.1静水力曲线计算217
    7.6.2稳性插值曲线计算219
    7.6.3进水角曲线计算228
    7.6.4浮体参数化模型234
    7.7海洋平台自由浮态计算方法235
    7.7.1目标函数236
    7.7.2优化策略237
    7.7.3算例分析239
    7.8海洋平台完整稳性计算241
    7.8.1假定风力矩方向角下静稳性曲线计算241
    7.8.2任意风力矩方向角静稳性校核242
    7.9海洋平台破舱稳性计算关键问题243
    7.10海洋平台的载况与工况245
    7.10.1舱室状态与设备状态定义245
    7.10.2载况与工况定义246
    7.11海洋平台参数化总体设计模型247
    7.11.1参数化模型的构成247
    7.11.2参数化模型的参数驱动机制248
    7.11.3总体设计软件的核心数据结构249
    7.12小结250
    参考文献251
    第8章船舶浮态与船体变形耦合分析及其软件开发252
    8.1船体结构变形与浮态精确计算的意义与必要性252
    8.2浮态与船体变形耦合迭代求解方法255
    8.2.1迭代求解方法基本流程256
    8.2.2迭代求解方法数值算例259
    8.2.3迭代求解方法的收敛性与效率分析260
    8.3浮态与船体变形耦合有限元分析法262
    8.3.1计入结构变形的浮态平衡方程及其离散化262
    8.3.2计入浮力的单元刚度矩阵263
    8.3.3总体刚度矩阵及总体平衡方程269
    8.3.4应用及程序设计基本流程270
    8.3.5浮力单元的确定及修正算法271
    8.3.6应用数值算例273
    8.3.7算法的正确性验证275
    8.4浮态与船体变形耦合作用对船舶设计的影响281
    8.4.115000t下水工作船281
    8.4.275000DWT原油船283
    8.4.3浮态与船体变形耦合作用对船舶设计的影响分析284
    8.5小结285
    参考文献285
    第9章船舶与海洋平台结构优化设计方法与软件开发288
    9.1结构尺寸优化设计方法及程序实现288
    9.1.1空间杆梁结构尺寸优化设计基本原理289
    9.1.2空间杆梁结构尺寸优化模型289
    9.1.3空间杆梁结构尺寸优化模型的求解过程290
    9.1.4结构尺寸优化算例分析291
    9.2船体结构形状优化设计方法292
    9.2.1船体结构形状优化设计方法概述293
    9.2.2网格变换的基本原理296
    9.2.3网格变换的基本流程302
    9.2.4结构应力变化连续性分析304
    9.2.5基于网格变换法的结构形状优化设计308
    9.2.6基于网格变换法结构形状优化的特点311
    9.3船舶内壳板形状优化设计方法311
    9.3.1船舶内壳板形状优化的意义312
    9.3.2船舶内壳板形状优化设计模型313
    9.3.3船舶内壳板形状优化模型求解316
    9.3.4船舶内壳板形状优化设计工程算例318
    9.3.5船舶内壳板形状优化特点与适用范围分析322
    9.4小结323
    参考文献324
    第10章总结与展望326
    附录1本书中相关工程实例资料334
    附录2五阶Stokes波理论相关公式341
    附录3程序函数定义及说明343
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