复杂船体曲面的一种草图重叠建模法

李 尧，陈仲铭，严 谨，余泽涛，黄康康

(1.广东海洋大学 海洋工程学院，广东 湛江 524000; 2.广州中船文冲船坞有限公司， 广东 广州 511462)

0 引言

随着计算机技术的发展，派生出了基于计算机的围绕船舶与海洋工程装备的大型工程分析、仿真计算等领域，如有限元法计算结构强度、CFD方法模拟船舶周围扰流计算阻力等，这些领域通常都需要建立完整或者局部简化的三维实体模型。解决船舶三维实体建模的难点在于对复杂曲面的精确建模，虽然全回转体曲面造型技术在汽车、飞机、导弹等领域应用成熟[1-3]，但船体建模更多的是解决更加复杂的非回转体曲面的建模问题。对此，很多学者利用AutoCAD、CAXA、CATIA、SPD等工具开展了基于参数化或二次开发的建模研究[4-7]，并提供了许多思路，但这些方法对计算机技术要求较高，不易推广。本文旨在提供一种更加简单快捷的复杂曲面的建模思路，研究对象是可直接用于数值计算的三维分析模型。在SolidWorks软件环境下，综合利用分段放样、草图重叠以及曲面重构技术[8]建立符合要求的三维实体模型，并将该方法应用于三个船型实例。

1 复杂船体曲面建模

1.1 建模过程

以某灵敏型散货船为例，流线型的船体有利于降低阻力提高航速，带球艏的船艏有利于减小兴波，船艉处开有轴隧孔用于安装螺旋桨，船舯则类似于平行中体结构，从船艏至船艉壳体结构复杂多变，曲面曲率变化大，无法利用简单的曲面放样技术一次性完成建模。

船体曲面的建模一般采用型线放样，放样的轮廓线为各站位的横剖线。……