[发明专利]船舶液舱三维模型快速生成方法

权利要求书

1.一种船舶液舱三维模型快速生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、液舱形状的通用表达方法：

(1)将液舱分为简单液舱及复杂液舱两种形式；

(2)设液舱三维模型坐标系为右手笛卡尔坐标系，其中X轴沿船长方向，向艏为正向，Y轴沿船宽方向，向左舷为正，Z轴沿船深方向，向上为正；设i，j，k为三个坐标方向，令imin，imax，jmin，jmax分别表示液舱三维模型在i，j坐标方向上分布范围的最小值及最大值；

(3)定义简单液舱如下：若某液舱外表面与任一满足i∈(imin，imax)，j∈(jmin，jmax)的沿k坐标方向无线延伸的直线均有且只有两个交点，则该液舱为简单液舱；

对任一简单液舱，设Sx1，Sx2，Sy1，Sy2，Sz1，Sz2分别为其X、Y、Z三个坐标方向上的边界面，则该简单液舱可由这些边界面所围成的空间来表达如下：简单液舱A(Sx1，Sx2，Sy1，Sy2，Sz1，Sz2)；

(4)定义复杂液舱如下：若存在任一满足i∈(imin，imax)，j∈(jmin，jmax)的沿k坐标方向无限延伸的直线，其与液舱外表面交点个数大于2个，则该液舱为复杂液舱；

对于复杂液舱，先将其分解为若干个简单液舱，再依照上述简单液舱的描述方式对每个液舱进行表达；复杂液舱表述形式如下：

复杂液舱B：

1)简单液舱B.1(S1x1，S1x2，S1y1，S1y2，S1z1，S1z2)

2)简单液舱B.2(S2x1，S2x2，S2y1，S2y2，S2z1，S2z2)

……

n)简单液舱B.n(Snx1，Snx2，Sny1，Sny2，Snz1，Snz2)

步骤2、建模流程：

(1)加载船体实体模型作为液舱建模的原始输入，后续通过对其切割以获取液舱模型；

(2)对于简单液舱，测量和记录简单液舱在X、Y、Z三个坐标方向上的边界面Sx1，Sx2，Sy1，Sy2，Sz1，Sz2，通过步骤1所述方式对简单液舱进行表达，然后创建或引用简单液舱边界参考面，采用这些边界参考面依次对船体实体模型进行切割，并保留需要的一侧，最终得到各个简单液舱；

(3)对于复杂液舱，包括以下分步：

1)依据液舱二维图纸文件，将复杂液舱拆分为若干个简单液舱；

2)测量和记录复杂液舱在X、Y、Z三个坐标方向上的边界面：

X方向：Sx1，Sx2，Sx3，…；

Y方向：Sy1，Sy2，Sy3，…；

Z方向：Sz1，Sz2，Sz3，…；

3)通过步骤1的相应方式对该复杂液舱进行表达；

4)基于分步3)的表达内容，创建或引用各简单液舱边界参考面；

5)采用分步4)创建或引用的边界参考面依次对船体实体模型进行切割，并保留需要的一侧，最终得到各个简单液舱；

6)将分步5)中切割得到的各个简单液舱通过布尔合并功能加到一起，形成复杂液舱。

2.根据权利要求1所述的船舶液舱三维模型快速生成方法，其特征在于，步骤1中，当边界为曲面或者倾斜面时，边界面输入可以引用预先创建好的外形曲面，或采用相应快速建模的方法自动生成。

3.根据权利要求1所述的船舶液舱三维模型快速生成方法，其特征在于，步骤2中，为实现自动化切割，将边界面分为数值边界面和文字边界面：当边界面S为平面时，可用数值表达，称为数值边界面；当边界面S为曲面时，依据船舶液舱特点，液舱曲面边界为船体外表面，可通过文字来表达，称为文字边界面，分别用“首”、“尾”、“左”、“右”、“上”、“下”来表示船体表面的首部、尾部、左舷、右舷、上部、下部；规定文字边界面的描述中“首”、“左”、“上”为正，“尾”、“右”、“下”为负，则简单液舱的自动化切割法则如下：

(1)当两个边界面均为数值边界面时，该坐标方向做两次切割：数值大的面切割后保留负方向一侧，并将结果作为第二次切割的对象，数值小的面切割前述结果后保留正方向一侧；

(2)当边界面中一个值为文字边界面，一个为数值边界面时，该坐标方向只做一次切割：若文字边界面为正值，使用数值边界面切割后保留正方向一侧；反之，保留负方向一侧；

(3)当两个边界面均为文字边界面时，该坐标方向不做切割。

4.根据权利要求3所述的船舶液舱三维模型快速生成方法，其特征在于，采用三维设计软件中的二次开发语言将上述简单液舱的自动化切割法则编写成代码程序，将复杂液舱建模流程中的液舱定义数据以Excel表形式导入至三维设计平台后，在三维设计软件中加载程序实现后续自动建模。