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Rhino在船舶曲面建模中的应用◎ 朱闽 郭可盈 黄技 吴屯彪 广东海洋大学船舶与海运学院 通讯作者：黄技摘 要：本文对船舶曲面建模进行简单阐述，介绍了Rhino软件在曲面建模的意义，并以Rhino建模软件为例，讲述该软件在某海洋平台供应船曲面建模中的应用。
关键词：船舶曲面建模；型线图；Rhino软件1.引言船舶是一种复杂的水上建筑物，按照其使用场景和使用要求的不同而具有不同的水动力性能和结构特点。
船舶内部包括舱室空间、支撑骨架和排水结构，外型通常是有利于克服航行阻力的材料包络。
由此可知，船舶表面是一种复杂的三维流线型连续曲面。
对船舶水动力性能进行分析计算时，受限于C F D 软件并不擅长复杂曲面建模，需要借助更专业更强大的曲面建模软件。
张俊等基于Solidworks使用半宽水线放样进行船舶曲面建模[1]，陈郑乔等基于Ma xsurf使用点坐标进行游艇船体曲面建模[2]，王开源等基于ProE进行三维船体设计[3]，从上述的论文可以发现，前人使用了多种方式进行船舶曲面建模。
本文采用R h ino建模软件，以某海洋平台供应船为例，基于船舶型线图对曲面建模过程进行阐述，并介绍了Rhino在船舶曲面建模中的应用。
2.Rhino简介R h i n o （犀牛），全称Rhinoceros是Robert McNeel & Associates 公司推出 的以TL-Lib为曲面核心的NURBS （Non-Uniform Rational B-Spline 非均匀有理B样条）高级建模软件[4]。
在船舶曲面建模领域，R h i no 具有强大的模型塑造功能包括建立、编辑、解析和转换N U R BS曲线、曲面和实体，而且在对体曲率改变上没有任何局限性，R hino所提供的多类型曲面建模工具可以精确地捕捉船舶不同部位不同曲率的变化，能更好地体现船舶的流线外形。
3.Rhino在船舶曲面建模中的应用本文采用的海洋平台供应船带有球鼻艏，沿船长方向曲面幅度变化较小，而且这类船舶底部大多以平底形式呈现，因此适合将船舶型线图作为建模基础绘制船体。
45m全回转车客渡船有限元强度评估报告1 概述1.1评估依据按照《钢质内河船舶建造规范》第14章“结构强度直接计算补充规定”第7节“局部结构强度计算”，对45m全回转车客渡船进行了有限元强度直接计算，计算荷载仅考虑甲板荷载和舷外水压力的作用。
1.2图纸资料（1）、总布置图（JY648-100-02）；（2）、基本结构图（JY648-110-03）；（3）、主要横剖面图（JY648-110-02）；（4）、纵横舱壁图（JY648-121-1）；（5）、稳性计算书（JY648-101-1JS）。
2 主尺度总长L oa69.20 m垂线间长L pp42.82 m总宽B max14.10 m型宽 B 13.8 m型深 D 3.10 m设计吃水 d (A/B) 2.10 m/2.25m3 结构有限元模型3.1模型范围利用大型商用有限元软件MSC/PATRAN、MSC/NASTRAN进行横向强度建模和计算。
运用MSC.Patran/Nastran软件进行建模及计算。
采用三维有限元模型，模型范围选取为整个船宽，舱段模型的纵向范围从#25肋位到#65肋位（两端的横舱壁包括在模型内）；垂向范围为整个型深。
其中甲板、船底板、纵横舱壁等平板结构用板单元模拟，肋板、船底桁材、甲板纵桁、甲板强横梁、舷侧纵桁、舷侧强肋骨、舱壁水平桁、舱壁垂直桁等腹板用板单元模拟，面板用梁单元模拟；其它小的骨材及支柱用梁单元模拟。
有限元模型有结点29709个，单元42139个。
有限元模型如图3.1~图3.4所示。
图3.1 舱段有限元模型图3.2 舱段有限元模型（隐去甲板）图3.3 舱段有限元板厚分布图图3.4 舱段有限元板厚分布图（隐去甲板）3.2坐标系取直角坐标系，坐标原点位于船体#25船底中线处，X轴沿船长指向船首为正，Y轴沿船宽指向左舷为正，Z轴沿型深向上为正。
3.3边界条件✧模型的两端（简称A端和B端）均需约束✧详细边界条件见下表3.1。
船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。
船舶在国防、国民经济和海洋开发等方面都占有十分重要的地位。
船舶从史前刳木为舟起，经历了独木舟和木板船时代，1879年世界上第一艘钢船问世后，又开始了以钢船为主的时代。
船舶的推进也由19世纪的依靠人力、畜力和风力(即撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆)发展到使用机器驱动。
1807年，美国的富尔顿建成第一艘采用明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号，时速约为8公里/小时；1839年，第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”号问世，主机功率为58.8千瓦。
这种推进器充分显示出它的优越性，因而被迅速推广。
1868年，中国第一艘载重600吨、功率为288千瓦的蒸汽机兵船“惠吉”号建造成功。
1894年，英国的帕森斯用他发明的反动式汽轮机作为主机，安装在快艇“透平尼亚”号上，在泰晤士河上试航成功，航速超过了60公里。
早期汽轮机船的汽轮机与螺旋桨是同转速的。
后约在1910年，出现了齿轮减速、电力传动减速和液力传动减速装置。
在这以后，船舶汽轮机都开始采用了减速传动方式。
1902～1903年在法国建造了一艘柴油机海峡小船；1903年，俄国建造的柴油机船“万达尔”号下水。
20世纪中叶，柴油机动力装置遂成为运输船舶的主要动力装置。
英国在1947年，首先将航空用的燃气轮机改型，然后安装在海岸快艇“加特利克”号上，以代替原来的汽油机，其主机功率为1837千瓦，转速为3600转/分，经齿轮减速箱和轴系驱动螺旋桨。
这种装置的单位重量仅为2.08千克/千瓦，远比其他装置轻巧。
60年代先后，又出现了用燃气轮机和蒸汽轮机联合动力装置的大、中型水面军舰。
当代海军力量较强的国家，在大、中型船舰中，除功率很大的采用汽轮机动力装置外，几乎都采用燃气轮机动力装置。
在民用船舶中，燃气轮机因效率比柴油机低，用得很少。
原子能的发现和利用又为船舶动力开辟了一个新的途径。
高品质船舶及海洋工程用钢的开发导读钢材是造船及海洋工程结构建造的主要原材料，占据了船体及海洋工程建造成本的20%-30%。
船舶及海洋石油工业的飞速发展对造船及海洋工程用钢提出了迫切需求。
1、背景进入21世纪，我国船舶及海洋石油工业迎来了高速增长的新时期，2013年我国造船三大指标（造船完工量、新接订单量、手持订单量）分别占世界总量的41.4%、47.9%、45.0%，位居世界第一，我国已成为世界造船中心。
海洋石油工业领域，十一五期间我国海上油气开发投入了1200亿元，2010年海洋油气产量实现了500万t油当量。
仅根据中海油规划，十二五期间将新建5000万t油当量产能。
预计“十二五”、“十三五”海洋石油工业投入将分别达到6700亿元和9500亿元。
目前我国船厂能建造国际航运界所需船型的95%左右，包括17.5万t散货船、30万t超大型油轮(VLCC)、30万t浮式生产储油船(FPSO)、14.7万m3LNG船等，目前已有9座30万吨级造船坞，并在规划50万吨级和100万吨级船坞。
船舶及海洋石油工业的飞速发展对造船及海洋工程用钢提出了迫切需求。
为适应船体高效化的建造需求，对船板钢提出了100-500KJ/cm的大线能量焊接要求，从而实现了船板钢的一次焊接成型；为提高船体运行安全性，延长钢材使用寿命，对压载舱、货油舱船板钢提出了耐腐蚀的要求，提高运行寿命的同时降低了维护成本；大型船体建造提出了43号大规格的D40球扁钢的需求，突破了传统型钢生产开发的极限；自升式海洋平台桩腿构件需要127-210mm厚高强度特厚板，突破了中厚板生产厚度规格极限；油气储运设备提出了超低温用钢铁材料，最低使用温度达到-196℃，服役环境极为苛刻。
在此基础上，根据液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、液化乙烯气(LEG)等低温油气的不同使用温度要求，研制开发了9Ni、5Ni或3.5Ni等Ni系低温钢。
总之，高强度、高韧性、易焊接性、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大规格化是船舶及海洋工程用钢的发展方向。
深远海多功能工程船艉体型线设计彭必业【摘要】In light of the operation characteristics of two deepwater multi-purpose offshore vessel for ocean engineering, that is'Hua-hu'vesselsand'Hai-yang-shi-you 681', the design method of stern lines for this kindof ships is presented.The relation-ship with hull characteristic, arrangement requirement and hull parameter in lines design is analyzed to find out the advantages and application range of the two typical stern lines design methods for the deepwater multi-purpose offshore vessels.%针对“华虎”号和“海洋石油681”两型多功能海洋工程辅助船作业特点，总结该类船舶艉体型线设计的方法，分析船型特征、布置要求、船型参数与艉体型线设计之间的关系，总结出两种典型艉体型线方案各自的优势和适用范围。
【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P14-17)【关键词】深远海多功能工程船;艉体型线;设计【作者】彭必业【作者单位】中船重工武汉船舶与海洋工程装备设计有限公司，武汉430060【正文语种】中文【中图分类】U674.3深远海多功能工程船艉体型线设计彭必业(中船重工(武汉)船舶与海洋工程装备设计有限公司，武汉430060)摘要:针对“华虎”号和“海洋石油681”两型多功能海洋工程辅助船作业特点，总结该类船舶艉体型线设计的方法，分析船型特征、布置要求、船型参数与艉体型线设计之间的关系，总结出两种典型艉体型线方案各自的优势和适用范围。
2013年世界经典船舶[来源：中国船检点击数：56 更新时间：2014-5-29 11:31:14]《Marine Log》评选了2013年经典船舶，这次船型的选择涉及沿海、近海和远洋等不同水域的新船，其中，特别关注高效燃料和清洁船型设计。
原油/成品油船“Jo Provel”号韩国STX海洋与造船公司为Zippora Pte公司建造了一艘原油/成品油船“Jo Provel”号，交付给深水运输服务供应商（包括化学品、石油产品和食用油）Jo Tankers公司进行运营。
该船总长228.0米，垂线间长219.0米，型宽32.34米，至主甲板深20.65米，夏季吃水14.30米，载重量75022吨，总吨42420吨。
该船采用双底双壳结构，货物区设置有3个纵舱壁，设有14个液货舱，包括6个货油舱、2个污油舱和6个独立的压载水舱，压载水容量达到30234立方米。
“Jo Provel”号的主推进装置采用1台11620千瓦的STX MAN 7S50ME-B8型两缸柴油机，发电机组采用2台1320千瓦的STX-MAN 6L21/31型发电机和1台1000千瓦的STX-MAN 5L21/31型发电机；并配有1台康明斯供应的应急柴油机。
该船在额定持续功率、15%海上功率裕度的条件下服务航速可达14.6节，该船的最大航速为15.8节。
据了解，该船还安装有Becker Mewis导管，可以优化进入螺旋桨的伴流，产生正的前向推力，预计该导管可以节省3%的功率需求。
图1：原油/成品油船“Jo Provel”号LPG运输船“Clipper Quito”号“Clipper Quito”号船是韩国现代重工为挪威Solvang公司建造的2艘LPG运输船中的首艘，据称是世界能效最高的LPG船之一。
该船配备有一套废气清洁系统SO X洗涤器，能够确保船舶继续使用重油而无需转换使用低硫燃油，该系统的安装是为了满足IMO新的法规要求，即2015年将在SO X排放控制区和2020年将在全球生效的含硫限值要求。
