本书采用纵向函数法、横向函数和垂向函数的方法表示船舶的船形,通过参数的调整来达到设计的要求,给出了船舶设计的新途径。
船舶设计方法通常是借鉴现有的船型库,获得船型的型值点,然后采用非均匀有理B样条获得船体曲面。这样,新船型只能在现有船型的基础上进行修改,严重限制了船型的创新。
《数学船型构建及优化设计》探讨了数学船型的构建方法,通过含有形状因子的曲线族,利用船型设计约束构建方程组,从而获取满足静水性条件的基本船型。然后通过多学科优化设计,获取满足阻力要求的船型。本方法适用于母型船舶资料缺乏时的船型设计,是实现“从零到一”的设计新方法。
《数学船型构建及优化设计》提供的船型曲面的数学构造方法可应用于具有特点的复杂曲面的表示。
《数学船型构建及优化设计》可供船舶工程、应用数学、计算机图形学、系统科学和运筹学等专业的师生使用,也可供船舶设计、飞行器设计、汽车设计和复杂外形数控加工等领域的工程人员参考。
第1章不可展曲面及其近似表示
1.1微分几何学与可展曲面
1.2不可展曲面的近似展开
1.3曲面的分片表示
1.3.1样条曲线
1.3.2反求工程与曲面重构
1.3.3B样条
1.3.4非均匀有理B样条曲线
1.3.5曲面的分片表示
1.4曲面的曲线族表示
第2章流体力学中的曲线
2.1流线体的形状设计
2.2船体外形曲线的表达
2.3流线型的非代数变换曲线近似
第3章船体型线
3.1船体设计
3.2船舶型线设计
3.2.1船体型线研究方法
3.2.2船体型线的表示
3.3船体型线的函数表示
3.3.1线型生成基本原理
3.3.2船体数学线型设计
3.3.3纵向函数法
3.3.4垂向函数法(吃水函数法)
3.3.5横向函数法
第4章船型的多学科设计优化
4.1基于计算流体力学的仿真设计技术
4.2多学科设计优化
4.3船舶设计优化
4.4基于多学科设计优化的船舶型线设计
4.4.1船型优化研究进展
4.4.2船型水动力性能优化方面的研究
4.4.3船型优化
第5章潜艇的数学船型
5.1流线型回转体的外形设计方法
5.2基于纵向函数的潜艇型线表达
5.3超越方程的求解
第6章指挥台围壳、方向舵和升降舵的数学线型
6.1梯形指挥台的数学线型
6.2填角弧形指挥台的数学线型
6.3潜艇方向舵的数学线型
6.4潜艇升降舵的数学线型
6.5X型舵的数学表达
6.6翼型体数学线型与蒙皮设计方法
第7章基于数学船型的潜艇外形优化
7.1满足静水性要求的潜艇数学船型研究
7.2潜艇外形多学科设计优化
7.3潜艇外形多学科设计优化实例
第8章基于型线几何特征的数学船型
8.1船体的描述
8.2型线的几何特征分析与数学建模
8.3高速船舶的数学船型
8.4高速水面船舶的数学线型设计实例
8.5船体形状函数及型线自动生成方法
第9章Wigley数学船型
9.1船舶阻力理论
9.2利用Wigley数学船型的阻力分析
9.3Wigley船型的优化研究
第10章基于流线型函数的数学船型
10.1基于流线型函数的数学船型构建
10.2船型设计的垂向函数法
10.3船型设计的横向函数法
10.4基于数学船型的水面船舶船型优化
第11章船舶虚拟采办中的数学船型
11.1虚拟采办
11.2船舶虚拟采办
11.3虚拟采办下的船舶概念设计
11.4船型设计在船舶概念设计中的重要性度量
参考文献
附录A利用流线型函数变换实现飞机气动外形参数化设计
附录B利用数学船型进行船舶型线变换
结语
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