船舶機艙三維模型虛擬仿真系統的設計

江蘇海事職業技術學院 王 天

船舶機艙三維模型虛擬仿真系統的設計

江蘇海事職業技術學院 王 天

【摘要】針對船舶生產設計的相關要求介紹并總結了利用的幾個模塊進行管系生產設計的方法和技巧，用在模型數據上利用二次開發，實現了船舶三維模型的建模并繪制生產設計圖紙，結合管系生產設計，提高生產設計效率。

【關鍵詞】三維模型；虛擬仿真

1.引言

計算機輔助設計在船舶設計的運用中越來越廣泛，Tribon系統基于軟件平臺和數據庫環境，使船舶生產設計的船體結構、電氣舾裝件、輪機設備以及涂裝工藝高度集成數據庫系統。由于各個專業共用套數據庫系統，因此需要利用好Tribon底層資源和設置好各個數據的命名規則，從而提高數據提取的效率以及數據提取的準確性。

在船舶機艙區域狹窄空間內需要布置大量船用機艙設備，管路，電纜支架等等設備，因此設計布置需要花費設計人員大量時間。本系統的虛擬仿真是指在Tribon搭建的仿真環境下，按照船舶生產設計規范建立好模型，同時設置模型的工藝說明信息，將這些模型的相關信息存入數據庫。完成數據存儲過程同時連接數據庫的功能，并且設置模型裝配方式，以實現控制系統的虛擬裝配數據與圖紙數據庫交互［1］。此種方式適用于整個船舶機艙設備實現虛擬裝配，從而可以實現人機交互界面的設計。在船舶機艙設備的實際安裝布置和船舶生產設計管理中發揮重要作用，而且本課題的設計研究工作對船舶維護管理功能有一定的實際價值。利用程序實現設備裝配過程的精確控制，防止模型間干涉，從而減少生產設計時間，縮短設計周期。

2.機艙三維模型建模

由于船舶機艙設備較多，本課題的研究是在35000DWT船體結構背景下研究燃油機分油系統，主機設備，造水機系統在Tribon中的虛擬演示。為實現船舶機艙模型相對位置設置的準確性，首先要掌握機艙總體結構的設計、船舶機艙主機、燃油機、等各個管路等的分布。在Tribon 中建立模型的同時設置模型名稱命名規則、分段號信息以及材質信息保存在數據庫中，為后續實現數據的提取做準備。

2.1 機艙部分三維模型展示

在Tribon系統中可以實現可視化布置，方便調整模型相對位置和尺寸。利用Drifting設置下的Volume功能將各個模型建成Volume實體，然后存入Components庫中。完成了機艙的三維實體建模及后期處理后，分別展示部分三維實體模型。如圖1為分油機三維模型圖，圖2為將模型定義到數據庫。

圖1 分油機三維模型圖

圖2 分油機模型定義到數據庫

2.2 機艙管路系統的設計

本課題中所要建模的管路系統工作量較大，模型較多，在建模工程中只需要建立一個模型，存入數據庫，使用時只需要經過復制、移動到相應位置即可，減少工作量［2］。管路，閥件在布置時應當注意的原則：

1）設計系統管路的詳細流程，再設計建模流程；

2）需要設置區域號，分段號，特別注意在分段交接口的管路命名設置；

3）為減少建模重復率，將長度不一的直管簡化成同一種型號；

4）按照系統，分段依次對管路進行建模，最后在Tribon環境中實現模型合并。如圖3為油分油系統管路系統參數表，圖4為燃油管路的部分模型圖。

圖3 燃油分油系統管路系統參數表

圖4 燃油管路的部分模型圖

3.機艙燃油管路虛擬仿真系統的設計

建模完成之后將所有三維模型全部導入數據庫，在三維裝配環境下可以實時抽取調用，在客戶端可以分別加載各個三維模型，同時不斷監聽各個請求。一旦接收到服務命令，可以在裝配空間實現實時加載并演示。采用客戶端/服務器模式，利用TCP/IP網絡協議實現傳輸，圖5為燃油分油系統三維模型演示。

圖5 燃油分油系統三維模型演示

4.結論

本系統以35000DWT散貨船燃油分油系統為模型，通過對Tribon數據庫結構分析研究和該軟件的集成框架分析，利用Tribon 底層數據資源進行相關數據的設置和提取后得以實現的。開發本系統的過程，實際上也是規范舾裝生產設計內容為手段，以信息技術為過程設計，它為進一步船舶生產管理系統的開發奠定了良好的基礎。

參考文獻

［1］朱磊，韋國新，孫超.基于的船舶管系生產設計分析［J］.設計與分析.

［2］吳迪，姚壽廣，陳寧.基于數據庫的船舶靦裝托盤數據管理系統的開發［J］.江蘇科技大學學報自然科學版∶自然科學版，2004，18（1）.

基金項目：江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃項目，項目編號：201512679019X。

作者簡介：

王天（1996—），男，江蘇徐州人，工作單位：江蘇海事職業技術學院。