基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置

摘要

本发明提供一种基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法，包括以下步骤：获取船舶的舾装件的三维模型；基于所述三维模型，确定舾装件的特征属性、中心线、边界信息以及受力信息；基于所述中心线，创建所述舾装件的一维模型；根据所述特征属性、所述边界信息、所述受力信息以及所述一维模型，应用预设的映射规则，确定映射后的一维模型；所述一维模型用于仿真评估所述舾装件。本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置，能够通过对船舶的三维模型进行降维快速展开仿真工作；并实现信息的自动提取与映射；同时由于分析信息均来自设计模型，弱化手动操作，减少操作失误率，使得设计人员得以更专注于设计。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶设计和建造领域，特别是涉及一种基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置。

背景技术

船舶的舾装件涉及管系、风管、铁舾、内装等多个专业，目前的舾装件设计中加入了仿真评估环节以对设计结果进行快速评估，从而及时进行设计检验和优化；仿真模型的构建是这一环节中的重点。

现有技术中仿真模型的构建主要有两种方式，第一种方式是在舾装件设计完成后，再重新构建一个仿真模型，基于此仿真模型展开仿真工作；第二种方式是直接基于船舶的三维模型展开仿真工作。这两种方式的效率并不高，第一种方式由于存在设计和仿真两个步骤，花费的时间较长；第二种方式由于需要进行大量的前处理及简化工作，其效率甚至会低于第一种的重新建模方式。

因此，如何提高舾装件仿真评估环节的效率是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置，用于解决现有技术中存在的舾装件仿真评估环节效率不高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法，包括以下步骤：获取船舶的舾装件的三维模型；基于所述三维模型，确定舾装件的特征属性、中心线、边界信息以及受力信息；基于所述中心线，创建所述舾装件的一维模型；根据所述特征属性、所述边界信息、所述受力信息以及所述一维模型，应用预设的映射规则，确定映射后的一维模型；所述一维模型用于仿真评估所述舾装件。

于本发明的一实施例中，所述基于所述三维模型，确定边界信息以及受力信息，包括：基于所述三维模型，获取支撑舾装件的支架信息、与舾装件连接的设备位置信息；根据所述设备位置信息，确定设备对应舾装件的类型，所述类型为约束或载荷；当所述类型为约束时，根据所述支架信息、所述类型确定所述边界信息，所述边界信息包括舾装件的约束自由度；当所述类型为载荷时，根据所述设备位置信息确定所述受力信息，所述受力信息包括舾装件的负载的等效力。

于本发明的一实施例中，所述特征属性包括舾装件的横截面信息以及舾装件材料的力学特性。

于本发明的一实施例中，所述映射规则包括将所述特征属性、所述边界信息和所述受力信息以标签的形式对应至所述一维模型上所述舾装件的中心线的位置处。

于本发明的一实施例中，所述根据所述映射后的一维模型，仿真评估所述舾装件之前，还包括：基于预设的影响规则，获取影响所述舾装件的事件；基于所述事件和所述映射后的一维模型，应用所述映射规则，确定更新后的一维模型。

对应地，本发明提供一种基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备装置，包括获取模块，用于获取模块，用于获取船舶的舾装件的三维模型；第一确定模块，用于基于所述三维模型，确定舾装件的特征属性、中心线、边界信息以及受力信息；处理模块，用于基于所述中心线，创建所述舾装件的一维模型；第二确定模块，用于根据所述特征属性、所述边界信息、所述受力信息以及所述一维模型，应用预设的映射规则，确定映射后的一维模型；所述一维模型用于仿真评估所述舾装件。

于本发明的一实施例中，所述第一确定模块，具体用于：基于所述三维模型，获取支撑舾装件的支架信息、与舾装件连接的设备位置信息；根据所述设备位置信息，确定设备对应舾装件的类型，所述类型为约束或载荷；当所述类型为约束时，根据所述支架信息、所述类型确定所述边界信息，所述边界信息包括舾装件的约束自由度；当所述类型为载荷时，根据所述设备位置信息确定所述受力信息，所述受力信息包括舾装件的负载的等效力。

于本发明的一实施例中，所述特征属性包括舾装件的横截面信息以及舾装件材料的力学特性。

本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法。

本发明提供一种仿真评估设备，包括存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于运行所述计算机程序以实现上述的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法。

如上所述，本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置，具有以下有益效果：

(1)通过对船舶的三维模型进行降维快速展开仿真工作。

(2)实现信息的自动提取与映射；

(3)分析信息均来自设计模型，弱化手动操作，减少操作失误率，设计人员得以更专注于设计。

附图说明

图1显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法于一实施例中的流程图。

图2显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法于一实施例中的设备类型为约束。

图3a显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法于一实施例中的设备类型为载荷的斜视图。

图3b显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法于一实施例中的设备类型为载荷的侧视图。

图4显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备装置于一实施例中的结构示意图。

图5显示为本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备装置于一实施例中的仿真评估设备。

元件标号说明

41 获取模块

42 第一确定模块

43 处理模块

44 第二确定模块

51 处理器

52 存储器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置，能够通过对船舶的三维模型进行降维快速展开仿真工作；并实现信息的自动提取与映射；同时由于分析信息均来自设计模型，弱化手动操作，减少操作失误率，设计人员得以更专注于设计。

如图1所示，于本实施例中，本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法包括以下步骤：

步骤S1、获取船舶的舾装件的三维模型。

具体地，船舶的舾装件主要由某一方向尺寸远大于其余两个方向的零件组成，舾装件涉及的专业包括管系、风管、铁舾、内装等，比如管路系统、型材结构基座，获取三维模型中管路系统的内容包括管路、支架、管路所连接的设备。本发明中的实施例以管路系统为例具体展开说明，以下不再赘述。

步骤S2、基于所述三维模型，确定舾装件的特征属性、中心线、边界信息以及受力信息。

具体地，特征属性的确定方法为基于三维模型，直接获取舾装件的特征属性，特征属性包括舾装件的横截面信息以及舾装件材料的力学特性，其中，横截面信息是指舾装件的两个较小尺寸维度构成的截面的信息，包括圆管内外径的直径、壁厚、角钢的截面尺寸等。

中心线的确定方法为应用软件自动提取三维模型中零件的长度方向尺寸信息；根据长度方向尺寸，创建零件的中心线，该中心线即为零件的一维模型。

边界信息以及受力信息的确定方法为基于三维模型，获取支撑舾装件的支架信息、与舾装件连接的设备位置信息；根据所述设备位置信息，确定设备对应舾装件的类型，所述类型为约束或载荷；当所述类型为约束时，根据所述支架信息、所述类型确定所述边界信息，所述边界信息包括舾装件的约束自由度；当所述类型为载荷时，根据所述设备位置信息确定所述受力信息，所述受力信息包括舾装件的负载的等效力。

进一步具体地，根据设备位置信息，确定设备对应舾装件的类型，类型为约束或载荷；如图2所示，于本实施例中的设备类型为约束的图，与管路连接的设备在管路的左右侧的边界位置；如图3a所示，于本实施例中的设备类型为载荷的斜视图，以及如图3b所示，于本实施例中的设备类型为载荷的侧视图，与管路连接的设备在管路的上方位置；当设备类型为约束时，支撑管路的支架和设备，根据预设的计算规则，确定管路的边界信息，包括对应管路的约束自由度；当设备类型为载荷时，根据设备在管路上方的接触负载确定管路的受力信息，包括对应管路的负载的等效力，进一步具体地，在确定管路的受力信息时，一并考虑管路内部流体的压力信息，其中，支撑管路的支架包括固定支架、滑动支架等；设备比如柴油机等。

在得到管路的特征属性、边界信息以及受力信息后，遍历整个三维模型中的管路系统步骤S3、基于所述中心线，创建所述舾装件的一维模型。

具体地，在步骤S2中创建得到零件的中心线后，遍历整个三维模型中的管理系统以创建三维模型中所有管理系统的零件的中心线，再整合所有创建好的零件的中心线，即得到管理系统的整体的一维模型。

步骤S4、根据所述特征属性、所述边界信息、所述受力信息以及所述一维模型，应用预设的映射规则，确定映射后的一维模型；所述一维模型用于仿真评估所述舾装件。

具体地，所述映射规则包括将所述特征属性、所述边界信息和所述受力信息以标签的形式对应至所述一维模型上所述舾装件的中心线的位置处。举例来说，在根据上述步骤得到管路系统的特征属性、边界信息、受力信息以及整体的一维模型后，以后台打标签的形式将管理系统中各零件的特征属性、边界信息以及受力信息标记在一维模型上对应零件的中心线的位置处，从而方便在后续的仿真评估中调用相应的标记信息。

进一步具体地，所述根据所述映射后的一维模型，仿真评估所述舾装件之前，还包括：基于预设的影响规则，获取影响所述舾装件的事件；基于所述事件和所述映射后的一维模型，应用所述映射规则，确定更新后的一维模型。举例来说，结合船舶在实际使用中的场景，比如船舶的附近有震动声，船舶的内部有水流的压力等，将这些影响舾装件的事件，按照预设的影响规则，映射到一维模型上，得到更新后的更精确的一维模型。

进一步具体地，在根据上述步骤得到一维模型后，将一维模型生成仿真模型，提交专业分析求解器，进行舾装件的结构仿真，结构仿真的内容包括静力分析、振动分析以及疲劳分析等。根据仿真分析结果，结合相关评估准则，针对设计不合理处给出优化意见，优化建议包括零件截面尺寸的优化、支架的布局优化等，设计员可以根据优化意见对船舶的舾装件的设计方案进行优化以得到优化后的三维模型，并基于该三维模型创建舾装件的一维模型，以用于再次仿真评估。

如图4所示，于本实施例中，本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备装置包括：

获取模块41，用于获取船舶的舾装件的三维模型；

第一确定模块42，用于基于所述三维模型，确定舾装件的特征属性、中心线、边界信息以及受力信息；

处理模块43，用于基于所述中心线，创建所述舾装件的一维模型；

第二确定模块44，用于根据所述特征属性、所述边界信息、所述受力信息以及所述一维模型，应用预设的映射规则，确定映射后的一维模型；所述一维模型用于仿真评估所述舾装件。

其中，所述第一确定模块42，具体用于：

基于所述三维模型，获取支撑舾装件的支架信息、与舾装件连接的设备位置信息；

根据所述设备位置信息，确定设备对应舾装件的类型，所述类型为约束或载荷；

当所述类型为约束时，根据所述支架信息、所述类型确定所述边界信息，所述边界信息包括舾装件的约束自由度；

当所述类型为载荷时，根据所述设备位置信息确定所述受力信息，所述受力信息包括舾装件的负载的等效力。

其中，所述特征属性包括舾装件的横截面信息以及舾装件材料的力学特性。

本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法。

如图5所示，于本实施例中，本发明的仿真评估设备包括：处理器51及存储器52。

所述存储器52用于存储计算机程序。

所述存储器52包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

所述处理器51与所述存储器52相连，用于执行所述存储器52存储的计算机程序，以使所述仿真评估设备执行上述的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法。

优选地，上述的处理器51可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，简称FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

综上所述，本发明的基于一维模型的船舶舾装件仿真评估准备方法及装置，能够通过对船舶的三维模型进行降维快速展开仿真工作；并实现信息的自动提取与映射；同时由于分析信息均来自设计模型，弱化手动操作，减少操作失误率，设计人员得以更专注于设计。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。