基于NAPA的船舶总体稳性快速校核系统的二次开发

摘要

船舶设计是个系统的复杂的工程，总体设计在整个设计工作中占据了重要地位。总体设计会解决船舶设计中的基本问题，诸如确定船舶的主尺度及船型参数、结构形式、总布置、船体型线等。 在总体设计阶段，需要依照实际设计需求，参照相关国际公约规范，对船舶型线及相应静水力、水动力性能进行研究，并结合船舶型分舱布置、空船重量分布、装载工况，对船舶完整稳性、破损稳性、总纵强度、干舷等各方面性能逐一进行校核，不断优化设计，以期得到最终满意的设计方案。针对以上校核内容，开发与之相适应的简洁的计算程序，是本次论文研究的重点内容。 NAPA软件是一款基于命令的船舶设计系统。它在船舶初期及详细设计阶段有着广泛的应用。总体设计是NAPA最成熟也是应用最广的方面，其包括了从船体建模到稳性强度计算各方面内容。但是，由于在方案设计阶段，往往需要对多方案进行比较与评价，然后从中优选出最佳方案。而NAPA系统各类计算与校核比较繁琐，需要多次重复性操作，导致设计效率不高。因此本文需要对NAPA进行二次开发以提高各类计算与校核的效率。NAPA软件提供了强大的二次开发接口，宏程序及NAPA Manager是其中重要的开发工具。 本文通过对NAPA系统的研究，整合总体设计方面的校核内容，开发一套NAPA Manager程序，使原本需要繁复操作的各类校核内容，集合到一个Manager程序下进行，提高设计效率。主要研究内容如下： （1）详细介绍船舶总体设计方面的原理知识，研究船舶总体设计方面的主要国际公约，提取船舶设计时的重要参数及各个规范的核心内容。将总结内容分类整理，作为程序开发的依据与方向。 （2）对NAPA程序进行深入研究，详细探究各个模块的内容及运行逻辑。介绍系统基本操作命令，重点介绍NAPA宏程序及Manager运行原理，逐一详解Manager中各项目的意义。 （3）以某型散货船为研究对象，基于常用命令与程序运行逻辑，开发Manager程序。对Manager构架编辑、变量设定、各子程序中宏程序的开发等各方面内容进行研究。使用开发出的程序计算当前设计船舶的静水力及舱容数据、完整稳性及破损稳性、总纵强度及干舷等各方面性能，并展示每种校核内容实际输出结果。实现了设计阶段单方案的快速校核与多方案的快速比较，为方案的合理选择提供了理论依据。 （4）总结开发思路，以论文的开发程序为基础，针对不同船型及其特殊需求，提出程序未来的扩展方向，为程序的进一步通用化提供借鉴。

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