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基于仿真的船舶机舱管路三维自动布置方法研究

路慧彪

  船舶机舱管路布置是目前所有规划设计中最为复杂的布置问题之一。在狭小的机舱环境中离散分布着大量形状复杂的组件及设备,舱壁、组件和设备间又相互影响,构成管路的障碍。同时管路布置必须满足各种各样的设计约束,如安全性、经济性、生产加工和维修保养等方面的要求。目前船舶管路设计仍然要依赖设计者的经验用人工的方法来完成,因而,实现管路自动布置是缩短设计时间,降低设计成本,保证有效设计的关键之一。在这样背景下,本文提出一种基于仿真的船舶机舱管路三维自动布置方法,主要研究内容包括: (1)在研究文献基础上,对船舶管路布置所应遵循的规则进行收集、汇总、分析、总结和归纳。 (2)采用完整信息模型的表达方法,经过对目标场景进行分割和对设备模型合理简化,快速构建目标场景,并使场景和模型最小化,以便于后续算法的实现;在构建仿真设计环境时,引入自由空间建模方法,以解决与操作或维修空间有关的约束建模问题。 (3)设计吊桥算法和二次穿越算法,以适应在管路布置中使用自由空间建模方法;设计路径模板,并分别给出了分层布置和分区布置的路径模式;对路径的评价目标进行的描述,并在算法中加入管路对布置空间影响的成本修正系数。 (4)最后,根据提出的方法,应用CAD软件作为程序开发平台,利用VBA技术编制程序。以一艘实船的布置环境为目标,实现自动布置,给出设计结果,并与船舶的实际布置进行比较,用来验证算法的应用效果。 经过与实际船舶布置情况对比,利用本文所提方法得到的管路连接路径节点等设计数据比较可靠,方法正确、可行。该方法以船舶设计实际为研究的出发点,与当前船舶设计的实践联系紧密。……   
[关键词]:船舶机舱;管路;自动布置;设计约束;路径模板
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:大连海事大学2011年
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