Меня часто спрашивают о математической модели поверхности и я всё больше убеждаюсь в том, что большая часть проектных компаний не уделяет этому должного внимания. В этой статье я постарался сформулировать основные стадии работы с математической моделью судовой поверхности. Надеюсь, что эта статья также будет полезна и студентам судостроительных вузов. 1. Начальная стадия - форма корпуса определяется исходя из эскизов общего расположения ( профиль, план, модель - шпангоут) и близкого прототипа поверхности, если таковой существует. Самый быстрый способ получения поверхности на этой стадии это трансформация прототипа под чертеж общего расположения. Новая поверхность может быть получена буквально за час, при этом теоретический чертеж будет выглядеть достаточно профессионально. Отметим, что ваш инструмент формирования поверхности должен поддерживать такие функции трансформации. Я уже писал об этом здесь. Теоретический чертеж и модель поверхности на этой стадии используется для выпуска предварительных корпусных чертежей, расчетов гидростатики, уточнения чертежей общего расположения, выпуска презентационной модели для демонстрации внешнего вида судна заказчику. 2. Стадия эскизного проектирования. После того, как все тендеры на проектирование выиграны и подписан контракт, возникает необходимость более детального уточнения поверхности корпуса на соответствие с контрактной спецификацией судна. Как правило очень многое может изменится - габаритные размеры, водоизмещение, положение центра тяжести и т. д. На этой стадии к математической модели поверхности предъявляются более высокие требования по качеству сглаживания, отсутствии щелей между участками поверхности и более точная проработка деталей поверхности. Если вы использовали какой либо примитивный аппарат моделирования судовой поверхности на первой стадии, вам потребуется конвертировать предварительную модель в другую программу моделирования поверхности, позволяющую моделировать корпус более детально. Этого можно избежать, если использовать тоже программное обеспечение.. 3. Стадия гидродинамической оптимизации поверхности корпуса судна. В настоящее время все больше компаний использует СFD для гидродинамической оптимизации корпуса судна. Это позволяет снизить сопротивление воды движению судна, повысить его экономичность и понизить вредные выбросы в окружающую среду.Суть процесса оптимизации заключается в последовательной локальной модификации поверхности на основе результатов прогона модели в CFD. CFD расчеты предъявляют особые требования к представлению модели поверхности и её качеству. Для расчета может быть использована только модель представленная в виде твердого тела.Представление в виде поверхностей не может быть использовано в силу специфики данного расчета. Используется разбиение поверхности на сетки. Причем образованное твердое тело не должно иметь щелей. Иначе, в процессе расчета, корпус наполнится водой и утонет. В связи с этим точность преобразования модели поверхности для гидродинамических расчетов должна быть очень высокой. Хочу также подчеркнуть второе необходимое условие, для получения более точных результатов CFD расчетов - поверхность корпуса должна быть хорошо сглажена. Очень часто плохо сглаженная поверхность приводит к тому, что конструктор теряет доверие к расчету из-за слишком больших ошибок в результатах. Хотя, на самом деле, проблема не в самом расчете, а в исходной поверхности. Расчет CFD проводится в несколько итераций. Как правило, чтоб понять процесс влияния формы корпуса на сопротивление, необходимо выполнить 5-6 прогонов модели. При этом важно хранить все варианты формы корпуса и иметь хороший аппарат для их сравнения. Это существенно упрощает анализ влияния формы корпуса на сопротивление воды движению судна. Процесс оптимизации формы корпуса идет в параллель с остальными проектными работами, поэтому при внесении изменений в форму корпуса необходимо учитывать соблюдение других проектных параметров, таких как центр величины, остойчивость и соблюдение ограничений по внутренним объемам. Больше информации по гидродинамической оптимизации можно найти здесь. 4. Окончательное сглаживание поверхности корпуса для производства. После того, как большая часть проектных работ закончена, выпускается окончательная сглаженная поверхность корпуса судна. При сглаживании необходимо учитывать технологические особенность корпуса, возможности судоверфи и многие другие детали. На этой стадии моделируется не только корпус, но и все внутренние криволинейные поверхности корпуса, надстроек, рубки и мачт. Часто сталкиваюсь с тем, что при моделировании поверхностей одновременно используются разные программные продукты. В результате модель не является целостной. При таком подходе очень сложно проследить изменения формы поверхностей корпуса в результате ревизий. На этом этапе, когда корпус судна воплощается в металле, это особенно важно. Об оптимальной структуре математической модели проекта я уже писал здесь. Важность сохранения единой целостной модели корпуса так-же актуальна и на следующей стадии жизненного цикла поверхности. 5. Стадия архивации модели. Несмотря на то, что судно уже построено и проект завершен, математическая модель поверхности должна сохранятся на случай модернизации судна и для использования в качестве прототипа для новых проектов. Наличие библиотеки поверхностей корпуса судна существенно экономит время и деньги на начальных стадиях проектирования нового судна. Результаты предыдущих проектных работ являются серьезным подспорьем при проектировании новых судов. По сути модель поверхности, вместе со всеми расчетами является существенной долей интеллектуальной собственности компании. Резюмируя всё вышесказанное я хотел бы обратить внимание всех, участвующих в процессе проектирования, на важность правильной организации работ и информационных потоков при моделировании судовой поверхности.

Некоторое время назад я получил запрос на расчет сопротивления одного очень необычного судна. Судно Swalinge было построено как каботажное судно в 1977 году и перестроено в земснаряд в 1996 году. Судно имело следующие главные размерения: Длина наибольшая - 82,20 м Длина между перпендикулярами - 75,23 м Ширина - 14,60 м Осадка – 6.30 м В процессе модернизации корпуса судна был добавлен довольно объемный носовой бульб. Как я понял, основная функция этого бульбового носа заключалась в дополнительном водоизмещение в носу. Его объем добавлял к водоизмещению около ста тонн. Как часто бывает при модернизации существующего корпуса судна, носовой бульб так и остался инородным образованием. Судовладелец подозревал, что он не уменьшает, а увеличивает сопротивление судна. Особенно это было хорошо заметно по огромной носовой волне, которую образовывало судно на ходу. Поэтому, когда судовладелец решился на очередную модернизацию корпуса, возникла задача исследования сопротивления движению корпуса судна. С этим вопросом ко мне обратилась компания ChorenDesign & Consulting, которая и занималась проектом модернизации этого судна. Судовладелец также хотел понять нужен ли такой носовой бульб на модернизированном судне. По согласованию с заказчиком мы утвердили следующую программу испытаний: - CFD расчет сопротивления судна в грузу и в балласте, - CFD расчет сопротивления судна в грузу и в балласте без носового бульба ( оригинальная версия корпуса). Теоретические чертежи судна до и после модернизации сохранились только в бумажном виде. Для восстановления трехмерной модели использовались сканы бумажных чертежей. Результат расчетов показал что сопротивление судна без бульбового носа ниже на 40% для судна в грузу и в 2.5!!! раза ниже для судна в балласте. По результатам расчетов стало понятно, что для судна в грузу бульб практически не работает, так как полностью погружен в воду. В случае для судна порожнем, когда бульб выше ватерлинии, возникает огромная волна, в разы увеличивающая сопротивление. То есть вместо уменьшения сопротивления, бульбовый нос работает как тормоз. Это было довольно необычно для меня, так как для судов с такими размерениями волновое сопротивление уже не должно играть столь значимой роли. Похоже, что бульб был просто врезан в существующий корпус без какого либо анализа гидродинамики и выполнял роль дополнительного объема в водоизмещении судна. Учитывая назначение судна, судовладелец решил оставить бульбовый нос, но, при этом изменить его форму. Одно из условий было в сохранении объема бульба тем же, что и у предыдущего варианта. Я предложил новую форму бульба и, в результате нескольких итерацией, было принято решение остановиться на форме с наиболее низким сопротивлением. Нужно отметить, что даже при столь ограниченной возможности изменения формы корпуса при оптимизации удалось снизить сопротивление корпуса на 36% в балласте и 26% в грузу. При этом новый бульб выглядит гораздо элегантнее. В процессе работы на этим проектом мы также выполнили удлинение цилиндрической вставки. CFD расчет показал, что удлинение практически не повлияло на увеличение сопротивления судна. Использование CFD методов при модернизации судов позволяет довольно точно определить сопротивление судна на стадии проектирования. Учитывая то, что при модернизации существующего судна заказчик как правило не готов заказывать испытания модели в опытовом бассейне, методы CFD являются единственным источником качественной оценки сопротивления модернизируемого судна. Снижение сопротивления в свою очередь дает снижение расхода топлива и выбросов в окружающую среду. Все приведенные в статье фотографии взяты из интернета и используются как технические иллюстрации.

Наконец-то удалось увидеть на воде яхту, поверхность которой я делал для Salt ship design шесть лет назад. Суда этого класса обычно строятся без спешки. Уточняются все параметры будущей яхты, делаются и переделываются многие детали. Это как раз тот случай, когда внешний вид и дизайн превалирует над гидродинамической эффективностью судна. Как часто бывает в процессе проектирования - увеличивается водоизмещение судна. В случае с этой яхтой пришлось добавить около 200 тонн. Так как дизайн был уже утвержден заказчиком, нужно было постараться сохранить геометрию корпуса выше ватерлинии. Вторая проблема была в том, что на этой стадии корпус был уже хорошо гидродинамически оптимизирован. Решить эту задачу помогла трансформация формы носовых шпангоутов в виде бульба ниже ватерлинии и изменение формы подводной части кормы.В результате сопротивление практически не изменилось. При окончательном сглаживании корпуса никаких специфических проблем не возникло. Обычно я не делаю различий между типами судов при сглаживании. Любой корпус, будь то баржа или супер яхтa должен быть сглажен максимально качественно. И вот теперь у меня появилась возможность вживую увидеть результаты своей работы.

Александр Алексанов Alexander Alexanov 3 минуты назад 3 мин. Стадии жизненного цикла модели поверхности корпуса судна. 0 0 Пост не отмечен как понравившийся Alexander Alexanov 2 мар. 2 мин. Swalinge. Oптимизациия формы носового бульба 63 0 2 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 2 Alexander Alexanov 5 дек. 2022 г. 1 мин. Shackleton вышел на ходовые испытания. 60 0 3 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 3 Alexander Alexanov 24 нояб. 2022 г. 4 мин. Некоторые факты о моделировании судовой поверхности, о которых вам не расскажут. 82 0 8 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 8 Alexander Alexanov 26 июн. 2022 г. 3 мин. Искусство или ремесло? 128 0 5 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 5 Alexander Alexanov 22 мая 2022 г. 6 мин. Shape Maker в проектировании судов. 205 0 3 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 3 Alexander Alexanov 28 февр. 2022 г. 1 мин. Shape Maker ошибка привязки объектов. 36 0 2 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 2 Alexander Alexanov 21 февр. 2022 г. 1 мин. Учим Shape Maker. Видео моделирования листов наружной обшивки. 136 0 5 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 5 Alexander Alexanov 9 февр. 2022 г. 7 мин. Shape Maker. Часто задаваемые вопросы 123 0 5 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 5 Alexander Alexanov 7 нояб. 2021 г. 1 мин. Учим Shape Maker. Видео сглаживания судовой поверхности для производства 148 0 6 лайков. Пост не отмечен как понравившийся 6 Я. Александр Алексанов, инженер- кораблестроитель и разработчик морского программного обеспечения. Я автор и разработчик Shaper Maker. Много лет использую Shape Maker для проектирования и сглаживания судовой поверхности. Некоторыми секретами технологии сглаживания поверхности корпуса судна хотелось бы поделится на этом сайте. Я начал интересоваться математическим описанием поверхности корпуса со студенческой скамьи. Параллельно с обучением на кораблестроительном факультете Горьковского политехнического института изучал программирование и защитил диплом по теме «Интерактивная графическая система для построения поверхности корпуса», которую разработал и внедрил в составе системы проектирования «Пирс». Позже я принимал участие в разработке линейки программных продуктов Apirs - SeaSolution - Shape Maker, являясь одним из авторов и главным разработчиком этих программных продуктов. Разработка этих продуктов была начата в начале 90-х годов, и в то время Apirs была первой программой, описывающей поверхность корабля на основе B-сплайн кривых и поверхностей. ​ Параллельно с разработкой программных продуктов я участвовал в моделировании поверхностей корпусов реальных кораблей. За последние 20 лет несколько сотен корпусов судов были доведены до состояния рабочей документации по заказу ведущих мировых проектных компаний, таких как: Rolls-Royce Marine, Marinteknikk, Skipsteknisk, Wartsila, Vik-Sandvik, FKAB, Multi-Maritime, Salt ship design. Сглаженные мною модели поверхности корпуса успешно использовалась при постройке судов на верфях Норвегии, Испании, Германии, Финляндии, Дании, Голландии, России и многих других стран. Качество сглаживания поверхности неоднократно отмечалось специалистами различных верфей. Хочу отметить, что я участвовал в разработке поверхностей судов, получивших приз «Судно года» в Норвегии. Например, научно-исследовательского рыболовного судна GO Sars (проект Skipsteknisk), где предъявлялись особые требования к уровню шума при обтекании поверхности носовой оконечности корпуса. читать далее ... ​ май 2023 г. (1) 1 пост март 2023 г. (1) 1 пост декабрь 2022 г. (1) 1 пост ноябрь 2022 г. (1) 1 пост июнь 2022 г. (1) 1 пост май 2022 г. (1) 1 пост февраль 2022 г. (3) 3 поста ноябрь 2021 г. (1) 1 пост сентябрь 2021 г. (2) 2 поста август 2021 г. (3) 3 поста июнь 2021 г. (1) 1 пост май 2021 г. (47) 47 постов Sign Up SHM Эксперт еженедельная рассылка Присоединиться к нашему списку рассылки Подписаться Свяжитесь с нами // Тел.: +47 913-44-024 // aalexanov@lyse.net

Чтобы увидеть, как это работает, перейдите на опубликованный сайт. Разделы Все посты Мои посты Shape Maker Community Home for Shape Maker users knoweledge exchange. Создать пост General Discussions Подписаться Просмотров Постов 3 Share stories, ideas, pictures and more! Shape Maker v3 Подписаться Просмотров Постов 14 All problems, bugs and propossal for new version please collect here. Write message here to get your Shape Maker copy. Models Подписаться Просмотров Постов 1 Echange of SHM model between community members. AGTU students Подписаться Просмотров Постов 1 Help with Shape Maker for AGTU students, who study ship design. / Помощь в Shape Maker для студентов, изучающих проектирование судов. Новые посты Ilia Plekhanov Shape Maker tester Тире · 8min Проблемы с подрезкой части поверхности Shape Maker v3 Добрый день! При использовании программы столкнулись с проблемой - не получается обрезать внутренний контур поверхности. Нужно обрезать закрашенный контур, при попытке это сделать появляется сообщение о том, что контур не замкнут, хотя не закрашенная сторона легко подрезается по тем же границам: При детальном рассмотрении можно увидеть, что торцевая линия стабилизатора, находящаяся в ДП показана не принадлежащей линии ахтерштевня, этот отрезок был получен путем обрезки инструментом Cutout Curve Лайк 1 комментарий 1 Ilia Plekhanov Shape Maker tester Тире · -4 j Различные названия для одной команды Shape Maker v3 Команда "подрезать" в разных меню имеет разные наименования - Extend и Lengthning. Лайк 1 комментарий 1 Ilia Plekhanov Shape Maker tester Тире · -4 j Fatal error: #106 Shape Maker v3 Добрый день! Столкнулся с проблемой при построении пересекающихся поверхностей. Следуя учебнику, в первой модели судна выполнил скег, поверхность которого пересекалась с кормой, подрезал обе поверхности после чего программа вылетела. При перезаходе обнаружилось, что поверхности вернулись в исходное состояние, а при попытке взаимодействия вылетает ошибка. Скриншноты ниже. Лайк 2 комментария 2 Forum - Frameless