船舶机舱三维模型虚拟仿真系统的设计

江苏海事职业技术学院 王 天

船舶机舱三维模型虚拟仿真系统的设计

江苏海事职业技术学院 王 天

【摘要】针对船舶生产设计的相关要求介绍并总结了利用的几个模块进行管系生产设计的方法和技巧，用在模型数据上利用二次开发，实现了船舶三维模型的建模并绘制生产设计图纸，结合管系生产设计，提高生产设计效率。

【关键词】三维模型；虚拟仿真

1.引言

计算机辅助设计在船舶设计的运用中越来越广泛，Tribon系统基于软件平台和数据库环境，使船舶生产设计的船体结构、电气舾装件、轮机设备以及涂装工艺高度集成数据库系统。由于各个专业共用套数据库系统，因此需要利用好Tribon底层资源和设置好各个数据的命名规则，从而提高数据提取的效率以及数据提取的准确性。

在船舶机舱区域狭窄空间内需要布置大量船用机舱设备，管路，电缆支架等等设备，因此设计布置需要花费设计人员大量时间。本系统的虚拟仿真是指在Tribon搭建的仿真环境下，按照船舶生产设计规范建立好模型，同时设置模型的工艺说明信息，将这些模型的相关信息存入数据库。完成数据存储过程同时连接数据库的功能，并且设置模型装配方式，以实现控制系统的虚拟装配数据与图纸数据库交互［1］。此种方式适用于整个船舶机舱设备实现虚拟装配，从而可以实现人机交互界面的设计。在船舶机舱设备的实际安装布置和船舶生产设计管理中发挥重要作用，而且本课题的设计研究工作对船舶维护管理功能有一定的实际价值。利用程序实现设备装配过程的精确控制，防止模型间干涉，从而减少生产设计时间，缩短设计周期。

2.机舱三维模型建模

由于船舶机舱设备较多，本课题的研究是在35000DWT船体结构背景下研究燃油机分油系统，主机设备，造水机系统在Tribon中的虚拟演示。为实现船舶机舱模型相对位置设置的准确性，首先要掌握机舱总体结构的设计、船舶机舱主机、燃油机、等各个管路等的分布。在Tribon 中建立模型的同时设置模型名称命名规则、分段号信息以及材质信息保存在数据库中，为后续实现数据的提取做准备。

2.1 机舱部分三维模型展示

在Tribon系统中可以实现可视化布置，方便调整模型相对位置和尺寸。利用Drifting设置下的Volume功能将各个模型建成Volume实体，然后存入Components库中。完成了机舱的三维实体建模及后期处理后，分别展示部分三维实体模型。如图1为分油机三维模型图，图2为将模型定义到数据库。

图1 分油机三维模型图

图2 分油机模型定义到数据库

2.2 机舱管路系统的设计

本课题中所要建模的管路系统工作量较大，模型较多，在建模工程中只需要建立一个模型，存入数据库，使用时只需要经过复制、移动到相应位置即可，减少工作量［2］。管路，阀件在布置时应当注意的原则：

1）设计系统管路的详细流程，再设计建模流程；

2）需要设置区域号，分段号，特别注意在分段交接口的管路命名设置；

3）为减少建模重复率，将长度不一的直管简化成同一种型号；

4）按照系统，分段依次对管路进行建模，最后在Tribon环境中实现模型合并。如图3为油分油系统管路系统参数表，图4为燃油管路的部分模型图。

图3 燃油分油系统管路系统参数表

图4 燃油管路的部分模型图

3.机舱燃油管路虚拟仿真系统的设计

建模完成之后将所有三维模型全部导入数据库，在三维装配环境下可以实时抽取调用，在客户端可以分别加载各个三维模型，同时不断监听各个请求。一旦接收到服务命令，可以在装配空间实现实时加载并演示。采用客户端/服务器模式，利用TCP/IP网络协议实现传输，图5为燃油分油系统三维模型演示。

图5 燃油分油系统三维模型演示

4.结论

本系统以35000DWT散货船燃油分油系统为模型，通过对Tribon数据库结构分析研究和该软件的集成框架分析，利用Tribon 底层数据资源进行相关数据的设置和提取后得以实现的。开发本系统的过程，实际上也是规范舾装生产设计内容为手段，以信息技术为过程设计，它为进一步船舶生产管理系统的开发奠定了良好的基础。

参考文献

［1］朱磊，韦国新，孙超.基于的船舶管系生产设计分析［J］.设计与分析.

［2］吴迪，姚寿广，陈宁.基于数据库的船舶腼装托盘数据管理系统的开发［J］.江苏科技大学学报自然科学版∶自然科学版，2004，18（1）.

基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目，项目编号：201512679019X。

作者简介：

王天（1996—），男，江苏徐州人，工作单位：江苏海事职业技术学院。