автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Геометрическое моделирование в системах проектирования и эксплуатации судна

санкт-петербургскии государственный

морской технический университет

На правах рукописи

СУСЛОВ Александр Николаевич

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СИСТЕМАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДНА

Специальность 05.08.03—проектирование и конструкция судов

I

автореферат

на соискание ученой степени доктора технических наук

санкт-петербург 1998

§

С". С- >

л

СО

«Г

\

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Р. В. БОРИСОВ доктор технических наук, профессор П. А. ШАУВ доктор технических наук, профессор В. Е. ЮХНИН

Ведущее предприятие: ЦКБ «Балтсудопроект»

Защита диссертации состоится ^ «¿о/г-Р 1998 г.

в 14 часов в актовом зале на заседании диссертационного совета Д053.23.04 Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ) по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГМТУ.

Автореферат разослан 1998 г.

Ученый секретарь Совета д. т. н„ профессор В. Б. АМФИЛОХИЕВ

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Изменение геополитической и военной ситуации в мире с учетом старения мирового и торгового флота создают предпосылки для мирового судостроительного бума на рубеже веков, аналогичного подъему судостроения в 70-е годы.

Таким образом на ближайшее время ставится задача проектирования и постройки конкурентоспособных судов и кораблей как для внутреннего, так и для внешнего рынков. Для решения указанной задачи необходимо резко сократить сроки проектирования и постройки при одновременном улучшении качества проектируемых и строящихся судов й кораблей. Основой данного решения является активное использование быстроразвивающейся вычислительной техники и качественное изменение информации, используемой на различных этапах жизненного цикла судна. В основе развития систем, обеспечивающих решение указанных проблем, лежит принцип структурирования информации о судне и разработки на его базе открытых подсистем проектирования, постройки и эксплуатации судов.

Наиболее сложно поддается структурированию геометрическая информация, а также построение систем, открытых для изменения геометрической информации о судне. Совокупность указанных вопросов является актуальной проблемой теории проектирования судов, поскольку ее решение позволит принципиально изменить характер использования ЭВМ при решении задач проектирования и эксплуатации судна.

Цель работы - определение концептуальной модели перспективных систем проектирования и эксплуатации судна на основе разработанной теории и методологии 3-х мерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования.

Предмет защиты - совокупность результатов- научных исследований, которые включает в себя методологию, модели, алгоритмы, программы.

формирующие новое научное направление в теории проектирования судов и решающие важную народнохозяйственную проблему.

Научная значимость работы заключается в следующем:

• концептуальная модель перспективных систем проектирования и эксплуатации судна определяет основные пути создания и развития отечественных полномасштабных систем информационного моделирования судна в течении всего его жизненного цикла;

• теория и методология 3-х мерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования позволила определить и реализовать новые подходы к решению задач общего расположения, а также задач статики и динамики судна;

• теория основных операций геометрического моделирования для многофанных моделей может быть использована для построения конечно-элементных моделей судна при исследованиях в области гидродинамики и прочности;

• концепция формирования схем структур, образующих основные конструкции судна, с учетом возможности произвольных формирований определяет основу создания систем анализа конструкций судна;

• концепция объемного моделирования элементов оборудования на основе его плоских изображений определяет возможность новых решений для систем автоматизированного проектирования;

• теория решения основных задач статики для многогранной модели судна и помещений является новой и ашуальна при определении посадки, остойчивости и непотопляемости судна на бортовых компьютерах;

• предложенная концепция формирования структуры "электронного" паспорта судна определяет новое направление в теории проектирования судов - структуризация данных о судне с точки зрения их использования в системах автоматизированного проектирования и эксплуа1ации.

Практическая ценность работы состоит в том, что:

• в работе обоснована и доказана необходимость генерации отечественных полномасштабных систем проектирования и эксплуатации судов,

а также офеделечы основные пути их создания; л

• концепция формирования схем структур, образующих основные конструкции судна, с учетом возможности произвольных формирований позволила решить проблему задания информации для систем анализа конструкций, разрабатываемых для классификационных обществ;

• разработанные на базе проведенных исследований методики и программы для ПЭВМ предназначены для многовариантных проработок новых судов и эффективны при проектных исследованиях сложных технических объектов;

• связь предложенной в работе геометрической модели поверхности судна со структурой данных в системе "Проект-1" обеспечивает преемственность в исследованиях и отечественных практических наработках;

• программы компоновки грузов при заданном состоянии грузовых отсеков, а также балластных, топливных и прочих танков могут быть использованы на судах или агентами-фрахтователями для проведения расчетов посадки-остойчивости в режиме эксплуатации или априорно в режиме исследования возможности перевозки;

• гибкая организация передачи данных позволяет осуществлять комплексирование разработанных программ с современными аппаратными средствами (например, датчиками уровня) для грузовых, балластных и топливных танков;

• предложенная концепция моделирования помещений и разработанная теория расчетов по статике судна является основой создания программ для бортовых компьютеров и тренажерных комплексов;

• использование предлагаемой в работе концепции геометрического моделирования позволит сократить сроки проектирования и постройки судна при одновременном улучшении качества и надежности эксплуатации судна;

• предложенная концепция формирования структуры "электронного" паспорта судна определяет новое .направление исследований в рамках существующей международной программы структуризации данных по морской технике.

Внедрение результатов работы:

• В АО Балтийское морское пароходство на судах "Стахановец Котов", "Стахановец Ермоленко", "Капитан Бетхер" для проведения расчетов по посадке и остойчивости судов.

• На производственном объединении "СЕВМАШ" предприятии (г.Северодвинск) при разработке системы автоматизированного проектирования судовых конструкций.

• В Западном Проектно-Конструкторском бюро в ходе выполнения проектных работ по транспортному плавучему доку европейской части России ("Мезень") и док-базе для подводных аппаратов ("Диана").

• На судоремонтом предприятии "Нерпа" (г.Снежногорск) при разработке системы анализа операций по разделке судна на плаву.

• В центральном научно-исследовательском институте им. акад. А.Н.Крылова для систем интерактивного формирования помещений судна.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных, всесоюзных и отраслевых конференциях, симпозиумах и совещаниях в Санкт-Петербурге, Минске, Севастополе, Николаеве, Владивостоке, Вулверхемптон (Англия).

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 25 работах автора, из которых 11 работ являются личными публикациями, а 14 работ выполнены в соавторстве. Из публикаций 3 работы являются учебными пособиями, остальные опубликованы в отраслевых журналах, сборниках

трудов ЛКИ и BMA" им.Н.Г.Кузнецова, материалах отраслевых и международных конференций "Графикон-92", "Нева-95", "Моринтех-97".

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 267 страниц основного текста, 48 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 172 наименований.

Основное содержаний рабогы

В качестве теоретической базы диссертационной работы использованы труды:

• в общей теории проектирования судов работы: Л.И.Ногида, В.В.Ашика,

A.В.Бронникова, В.М.Пашина, И.Г.Захарова, П.А.Шауба, А.И.Гайковича, Б.А.Царева, Г.Ф.Демешко, Ю.Н.Семенова, И.П.Мирошничгико;

• при решении задачи информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования судна работы: В.М.Пашина,

B.СДорина, Н.Вирт, И.Гардан, В.И Дмитрова., Д.Круглински, А.Н.Федорова, Д.Хорафас, В.Деннинг, Дж.Мартин, Д.Кнут;

• при разработке теории геометрического моделирования для систем проектирования и эксплуатации судна работы: И.Г.Захарова, О.М.Пзлия, ВА.Постнова, А.А.Родионова, А.И.Гайковича, Н.В.Никитина, Д.Амцрал, П.Азертон, П.Безье, И.Гардан, П.Жермен-Лакур, М.Лукас, У.Ньюмен, П.Мьюиг, Т.Павлидис, М.Пратт, Д.Райан, А.Сазерленда, Дж.Фоли, Ф.Препарата, М.Шеймос, Ж. Эгрон, Ж.Бентли, А.Форрест; С.Огман;

• при решении задачи формирования помещений и размещения оборудования работы: Ю.Г.Стояна, С.ВЛковлева, М.А.Радушинского, И.О.Мизина, Э.Н.Суженис, А.С.Брикер, О.В.Одеговой, Э.Н.Гарина, В.Н.Тряскина, Ю.А.Смирнова, Ж.Сабонадьер, Н.Томпсона, Р.Би;

• при решении задач статики с использованием предлагаемой геометрической модели поверхности судна и помещений работы:

В.И.Брегмана, В.В.Семенова-Тянь-Шанского, Н.П.Муру, Р.В.Борисова, М.Н.Рейнова.

Во введении к диссертации обосновывается актуальность темы исследования и определяется цель работы.

В главе 1 рассматриваются вопросы состояния и развития систем автоматизированного проектирования. В зависимости от стоимости систем автоматизированного проектирования и уровня решаемых ею задач системы условно разбиты на два класса.

Для систем каждого уровня определены их основные характеристики, а также рассмотрены характерные процедуры внедрения систем автоматизации проектирования изделий на машиностроительных предприятиях России. Отдельно рассмотрены системы автоматизированного проектирования, используемые только в судостроении.

Проведенный анализ существующих автоматизированных систем в машиностроении и судостроении позволил сделать основной вывод, что любая автоматизированная система проектирования не является конечным программным и техническим продуктом, а находится в постоянном процессе развития и совершенствования. Таким образом, в случае отказа от инвестирования отечественных исследований промышленные предприятия будут из своих средств развивать это научное направление в других странах.

Далее в главе определены перспективные направления в развитии САПР судна. В качестве основы развития систем проектирования и эксплуатации судна предложена следующая схема разработки проекта судна: разработка в проектном бюро классификационного проекта судна (документация в объеме основных требований Регистра), а. затем передача разработанной информации на судостроительную верфь в системы рабочего проектирования и в организации, занимающиеся эксплуатацией судна.

При этом конструкторское бюро разрабатывает эскизный, технический и классификационный проект, утверждаемый классификационным обществом.

Затем этот проект передается судостроительной верфи, которая с использованием имеющейся у нее CAD/CAM системы, разрабатывает рабочий проект и для этого проекта осуществляет технологическую подготовку производства. Таким образом один и тот же проект может быть передан различным верфям.

Предлагаемая схема разработки проекта судна позволит использовать собственные разработки в области создания САПР судов и накопить опыт в области создания полномасштабной отечественной CAD/CAM системы. При этом в основе такой системы могут использоваться приближенные математические модели судна, соответствующие точности принимаемых технических решений. Кроме этого, такой подход в достаточно короткие сроки позволит обеспечить информацией все организации, связанные с проектированием, постройкой и эксплуатацией судна (рис.1.). Таким образом в проектном бюро можно сформировать информационную модель судна ("электронный паспорт"), которую затем можно использовать в течении всего жизненного цикла судна.

Рис.1. Схема передачи информации

В основе создания приближенных математических моделей судна предложено использовать принцип непротиворечивости по отношению к точной модели.

Анализ существующих CAD/CAM систем позволил определить основную концепцию перспективной системы: Интегрируемость системы на основе развитой системы геометрического моделирования и единой сетевой базы данных.

Основные характеристики системы должны включать в себя следующие признаки:

• Открытость. При создании системы следует предусматривать возможность создания пользовательских программных интерфейсов. Базовые форматы данных, на основе которых можно решать сложные комплексные задачи, должны быть открыты для пользователей, в Наличие стандартных интерфейсов. В настоящий момент можно с уверенностью сказать, что обязательным требованием к перспективной системе является стратегия на внедрение стандарта PDES/STEP, на представление и обмен данными об объекте проектирования в интегрированных системах. ® Возможность параметрического и эвристического моделирования, о Реализация принципов геометрического моделирования в системе на основании современных методах синтеза геометрических моделей с набором теоретико-множественных (булевых) операций с твердотельными моделями. ч Прямой выход на программные продукты, формирующие информацию для станков с числовым программным управлением, а также на комплексы программ инженерного анализа, а именно: расчет поведения судна под нагрузками, расчет вибрации, определение сварочных деформаций и проч. ® Возможность управления процессом проектирования. Наиболее удобная ферма реализации этой возможности - ведение единой инж:нерной базы данных проекта. В такой базе данных хранится информация не только о самом проекте, но и о ходе выполнения проекта и степени его готовности. ® Наличие библиотек нормированных и стандартных элементов, относящихся к предметные областям. Это можег реализовываться путем обращения т системы к некоторому банку данных, содержащему необходимые библиотеки.

Необходимо наличие простых средств для создания собственных библиотек пользователя и работы с ними.

• Обеспечение работы в многопользовательском режиме на основе единой сетевой базы данных.

• Ориентация на апробированные платформы технических средств с учетом проблемы доступных цен.

Перечисленные характеристики перспективной САПР указывают направление развития любой из систем информационного обеспечения судна в течении всего его жизненного цикла.

В главе 2 рассматриваются проблемы информационного обеспечения проектирования и эксплуатации судна. С этих Позиций перспективная .система должна обладать следующими основными характеристиками:

• каждый пользователь должен иметь возможность читать и изменять документы (базы данных, графическая и текстовая информация), имеющиеся в системе. Таким образом, изменения в проекте должны быть сразу известны всем пользователям (вопросы санкционирования отдельных транзакций должны рассматриваться отдельно);

• изменения и дополнения в структуре информации по проекту должны становиться известны как пользователям, так и всем отдельным программам системы.

В настоящий момент для реализации вопроса, касающегося связи многих компьютеров, существуют вполне отработанные сетевые решения (например, Novell). Однако вопрос о динамическом связывании по данным нескольких, одновременно работающих программ, остается открытым. В общем случае, связывание по данным между программами наиболее удобно осуществлять по общей области, доступной всем работающим в многопользовательском режиме задачам (отдельно в работе для решения этого вопроса рассмотрены возможности современных операционных систем (ОС)). Динамическое

связывание для реляционных баз данных является наиболее перспективным и «прозрачным» для всех пользователей.

Наиболее сложным является вопрос, касающийся постоянно изменяемой структуры хранимой и используемой информации. Пусть имеется набор прикладных модулей (программ), каждый из которых можно охарактеризовать в виде "черного" ящика с набором входных и выходных параметров. Каждому вычислительному эксперименту (ВЭ) соответствует каркас, определяющий алгоритм расчета в ВЭ. Каркас вместе с размещенными в его гнездах конкретными прикладными модулями можно назвать вычислительной моделью. Реализация этого подхода на основе MS DOS заключается в использовании всеми модулями обшей области памяти, т.е. необходимые данные для расчета модуля извлекаются из общей области и полученные в результате расчета данные также записываются в общую область (см. рис.2.).

Рис.2. Схема организации вычислительного эксперимента

В этом случае задача структуризации информации в общей области сводится к назначению каждой величине (либо массиву данных) уникального имени, доступного каждому расчетному модулю. Однако, несмотря на привлекательность подобного подхода, в версии MS DOS он требует использования одного языка программирования для конкретной реализации ВЭ. Кроме этого, для проведения сложных расчетов могут возникнуть ограничения на размер общей области.

Проведенный анализ перспективных операционных систем позволил определить иной подход для решения этой проблемы.

В качестве хранимых и используемых данных в системе автоматизированного проектирования выступают:

1. расчетные модули;

2. растровые изображения;

3. метафайлы;

4. гипертексты;

5. реляционные таблицы;

6. файлы данных (в т.ч. файлы обмена геометрической информацией).

Каждый из указанных ресурсов можно охарактеризовать адресами

размещения в дисковой или оперативной памяти компьютера. Для обеспечения удобства и "прозрачности" в операциях с этими данными их целесообразно хранить в виде иерархической (древовидной) структуры. Необходимость такого подхода объясняется большим количеством пользователей, имеющим доступ к информации в системе, и поэтому каждый из них должен знать место любой обрабатываемой информации в общей схеме системы. Принципиальная схема хранения информации может выглядеть так, как представлено на рис. 3. В качестве «листьев» данной древовидной структуры должны выступать элементы ранее перечисленных ресурсов. Здесь необходимо отметить, что структура должна быть построена на принципе ее возможного постоянного изменения.

Для решения указанной задачи предложено ввести таблицу адресов для каждого ресурса и отдельных его частей (для базы данных). В этом случае при изменении местоположения ресурса должен меняться его адрес. Таким образом, вновь вводимая расчетная программа "настраивается" на текущее состояние таблицы ресурсов (т.е. программа должна знать откуда ей взять входные ресурсы и куда записать выходные) и при изменении структуры ресурсов таблица адресов ресурсов позволит автоматически отследить указанное изменение. С этих позиций более подробно рассматривается технология создания сложных 'организационно-технических систем на базе стандарта STEP.

Рис.3. Принципиальная схема хранения информации в системе автоматизированного проектирования судна

Далее в главе рассматриваются возможности 32-разрядных ОС для построения перспективных систем автоматизированного проектирования. Особое внимание уделено перспективным с точки зрения работы с большими и емкими приложениями .способам обмена данными на основе ODBC (Open Database Connectivity) и DAO (Data Access Objects), а также возможностям DLL файлов для создания собственных программ пользователей.

Подробно рассмотрены особенности графических стандартов как основы обмена информацией между системами автоматизированного проектирования. При этом проанализированы следующие стандарты: GKS-3D, PHIGS, IGES, DAFS, а также DXF-формат обмена графической информацией. Проведенный анализ показал, что наибольший интерес с точки зрения передачи структурированной и параметрической информации представляет стандарт PHIGS.

В главе 3 рассматривается проблема геометрического моделирования в САПР судов и теория основных операций геометрического моделирования.

Исходя из принципа адекватности модели судна точности принимаемых решений, в работе показано, что существует очень широкий спектр задач при проектировании и эксплуатации судна, где могут использоваться приближенные геометрические модели. Такие модели не должны быть противоречивыми по отношению к более точным геометрическим моделям, котрые используются при строительстве судна.

В качестве базовой геометрической модели в работе выбрано представление объекта в виде совокупности плоских граней. Для формирования многогранной модели поверхности судна предложено использовать по парное рассмотрение двух соседних шпангоутов. При этом обеспечивается обязательное соединение узловых точек по линиям интерполяции. На рис.4 приведен общий алгоритм формирования упрощенной модели поверхности судна:

Рис.4. Алгоритм триангуляции поверхности судна на базе данных формата

«Проект-1»

Отдельно рассматриваются случаи формирования уступов, многосвязных контуров и геометрической модели концевых обводов. Показано, что основой формирования сложных судовых поверхностей, помещений и оборудования выступают булевы операции с твердотельными моделями объектов.

Рис.5. Операция пересечения при формировании геометрической модели судовой поверхности и помещений судна

На рис.5 показана схема использования булевых операций при формировании поверхности судна, состоящей из нескольких объемов, и при формировании помещений.

Для создания объемной модели элементов оборудования в работе предложен новый подход, основанный на использовании плоских изображений основных проекций оборудования.

Отличие от ранее использовавшихся подходов заключается в разделении по файлам изображения контура объекта и его деталей (ребра, крепеж и проч.).

/ЛГ\

"Детали"

ПГЛ

4.

Рис.6. Схема формирования изображения оборудования

Далее на основе контурных изображений каждой из проекций . можно построить упрощенные объемные модели оборудования, получаемые путем перемещения проекции по соответствующей оси на расстояние L,B,H (во многих системах эта операция называется "Lift"). Затем с использованием булевых операций можно найти общую область, принадлежащую всем 3-м объемам. Последней операцией по формированию модели выступает нанесение текстуры, в качестве которой можно использовать как стандартные текстуры (дерево, металл, пластик) так и изображение деталей, полученное на первом этапе формирования проекций объектов (см.рис.6).

Полученная объемная модель будет приближенной, однако точность модели будет достаточной для решения задач размещения оборудования в пространстве.

г пп\

4

I,

Рнс.7. Схема формирования объемной геометрической умели на базе плоскихизображений проекций

Далее в работе рассматривается теория булевых операций для многогранных тел. В основе этих операций лежит последовательное рассмотрение граней одного объекта относительно второго объекта.

Для определения части грани, находящейся внутри (вне) объема судна можно воспользоваться следующим приемом. Проведя сечение судна (для случая, представленного на рис.8) в плоскости рассматриваемой грани помещения , можно определить совокупность пространственных отрезков сечения судна. Затем эти отрезки можно объединить в совокупность нескольких пространственных контуров и свести задачу к операции пересечения контура грани и контура судна с выделением общей области.

Для определения направления обхода координат результирующей грани в работе предлагается воспользоваться следующим оригинальным подходом. Сначала определяется направление обхода грани помещения. Это можно сделать, рассчитав площадь грани. При этом будет определен знак обхода. Далее после формирования контура результирующей грани (т.е. последовательности координат грани) можно определить знак обхода грани к оставить последовательность координат такой же или поменять на обратную.

Анализ случая пересечения невыпуклой грани требует либо более сложного алгоритма пересечения двух контуров, либо разбиения грани на выпуклые элементы. Последний путь представляется более легким. Алгоритм подобного разбиения рассмотрен в настоящей работе.

Для определения результирующего многогранника необходимо выполнить сначала операции пересечения граней помещений по отношению к многограннику судна, а затем операции пересечения граней судна к многограннику помещения. Если в результате пересечения граней помещения По отношению к многограннику судна ориентация обхода грани помещения сохраняется, то при проведении второй операции остаток грани должен иметь обратный обход по отношению к рассматриваемой грани судна.

Рис.8. Сведение задачи объемного пересечения двух тел к задаче пересечения двух плоских многоугольников

Таким образом задача пересечения объемных многогранников сводится к задаче пересечения двух произвольных контуров. В работе на основе известного метода прослеживания контура, предложен новый алгоритм, который учитывает особые случаи пересечения^ а также приближенный характер вычислений на ПЭВМ. Суть метода заключается в последовательном рассмотрении отрезков одного контура относительно другого контура. На первом шаге алгоритма вычисляется совокупность точек пересечения с многоугольником бесконечной прямой, совпадающей с отрезком (х1у1)-(х2у2).

Для того, чтобы избежать сложного анализа, предлагается воспользоваться следующим алгоритмом (рис.9):

=> нахождение всех точек пересечения (включая пересечения, притыкания

н совпадения); => упорядочивание этих точек; => удаление одинаковых точек;

=> рассмотрение попарно двух соседних точек. Если середина отрезка принадлежит фигуре, то и весь отрезок принадлежит фигуре. В случае.

если и следующий отрезок принадлежит фигуре, то объединяем оба отрезка.

Для того, чтобы определить к каком из случаев соприкосновения принадлежит рассматриваемый случай, можно проанализировать окрестность каждой точки рассматриваемого отрезка на принадлежность двум контурам.

Отдельно в работе изложен алгоритм упорядочивания совокупности отрезков в один или несколько контуров и алгоритм разбиения многоугольников на простые элементы, построенный на базе метода Бентли и Оттмана. Кроме этого изложен вопрос приближенных вычислений с использованием электронно-вычислительных машин.

а)

1 г з| 4 5 6 7 в

р щ Ш ш

Б

б)

1 234 5<? • -•-*-•—С Ф-«> »

Рис.9.0бработка случаев совпадения отрезков: а-пересеченве контуров Р и в; б- совокупность точек, полученных при пересечении отрезка ковтура в с контуром Р

Б главе 4 рассматриваются вопросы формирования помещений и размещения •• основного оборудования в системе автоматизированного проектирования судна и проблемы алгоритмической и программной реализации4 указанных вопросов.

Предлагаемая в работе концептуальная модель формирования помещений ориентирована на задание совокупностей плоскостей и поверхностей, пересекающих поверхность судна, или находящихся внутри объема судовой поверхности. Часть из этих плоскостей и поверхностей могут быть параметрически «связаны» между собой.

Так, при задании поперечной переборки в твиндеке она может связана с настилом второго дна и нижней палубой, т.е. при перемещении палубы верхняя координата поперечной переборки также должна измениться. Кроме плоскостей (и поверхностей), которые формируют водонепроницаемые помещения, могут использоваться плоскости для формирования рабочих помещений (проницаемых), а также легкие выгородки (часть из плоскостей может быть с вырезами).

На втором этапе моделирования помещений на базе «водонепроницаемых» плоскостей из объема корпуса судна высекаются непроницаемые помещения и, таким образом, для каждого помещения формируется отдельная твердотельная геометрическая модель (такая же как и для поверхности судна). Такой подход позволяет рассчитать все необходимые геометрические характеристики непроницаемых помещений (кривые элементов и данные для расчета непотопляемости судна) и площади рабочих помещений, и присвоить помещению определенный индекс и наименование в интерактивном режиме.

На рис. 10 показана принципиальная схема последовательного разбиения корпуса судна на помещения путем последовательного пересечения корпуса рядом секущих плоскостей.

Для формирования более сложных помещений предлагается использовать принцип вложенности, т.е. сначала можно сформировать пространственный многогранник (возможно, выходящий за корпус судна), а затем с Использованием операций пересечения получить объемы задаваемого помещения и остаточного объема корпуса судна.

Использование данного подхода предполагает формирование модел;: помещений в виде меню, где наряду с заданием типовых конструкций имеется

возможность определить и произвольно расположенную секущую поверхность, что позволяет работать с подобной системой на любом этапе ее развития и разработки.

а)

Рис.10. Схема формирования помещений с использованием секущих поверхностей

Задание "стандартной" секущей поверхности, при моделировании помещений предусматривает автоматическое формирование высекающего объема и проведение булевой операции с этим объемом по отношению к базовому. На рис.11 показан пример формирования высекающего объема для конструкции подпалубной цистерны балкера.

Для реализации указанного подхода в работе подробно рассмотрены структуры данных для обеспечения задачи формирования помещений судна и основных его конструкций. В работе рассмотрен также вопрос параметризации образующих плоскостей.

подпалубной цистерны балкера

Каждый из совокупности высекающих четырехугольников

характеризуется пространственными координатами '4-х вершин (х1,у1,г1)1, (х2,у2,г2)1, (хЗ,уЗ,гЗ)1, (х4,у4,г4)1. Для обеспечения привязки в пространстве одного 4-ка к другому в работе введено понятие «привязанной» координаты привязанного 4-ка, которая указывает на номер четырехугольника, к координате которой идет привязка. Таким образом любой из высекающих 4-ков характеризуется кроме координат вершин также номерами 4-х вершин (пх1,пу1,№1)1, (пх2,пу2,пг2)1, (пхЗ,пуЗ,пгЗ)1, (пх4,пу4,пг4), к которым осуществляется привязка.

При этом введены два понятия привязки точки: «жесткая» и «гибкая». Под «жесткой» понимается привязка, когда необходимую координату можно получить путем простой ссылки на соответствующую координату. Для того, чтобы лучше понять суть «гибкой» привязки рассматривается пример приведенный на рис.12.

Наклонная палуба 3 (рис. 12а) может быть задана по схеме жесткой привязки, т.к. абсциссы палубы будут определяться положением поперечных . переборок 1 и 2. Однако при задании поперечной переборки 4, привязанной к палубе 3, привязка должна быть «гибкой», т.к. для переборки 4 указание лишь на координаты палубы 3 без проведения дополнительных расчетов не позволит определить аппликату верхней точки переборки.

Рис.12 Схема формирования «гибкой» привязки плоскостей Алгоритм этих расчетов можно описать следующим образом:

уравнение плоскости (по трем известным точкам плоскости); => находится точка пересечения бесконечной линии, соответствующей рассматриваемой плоскости (в нашем случае переборка 4), с плоскостью привязки (палубой 3). Предполагается, что для данной линии четыре координаты известны, а две задаются вне поверхности судна.

Указанный подход позволяет оперативно определять координаты угловых точек помещений, для системы "Проекг-1" и, что особенно важно, переопределять эти координаты в случае изменения положения отдельных секущих поверхностей.

Далее в главе рассмотрена модификация широко используемого в настоящий момент метода компоновки оборудования с использованием плоских «петушков» изображений элементов. При этом в качестве основы предлагаемого подхода выбран принцип непротиворечивости по отношению к перспективным методам получения реалистических изображений.

=> для плоскости, к которой будет произведена привязка (палуба 3), находится

Суть подхода заключается в размещении плоских изображений оборудования в трехмерном пространстве. В зависимости от проекции объекты сортируются по координате Х,У или Z и затем их изображения воспроизводятся в обратном порядке т.е. сначала воспроизводиться дальний относительно точки осмотра объект, затем на него накладывается маска предпоследнего рисунка, соответствующая контуру изображения следующего объекта, и затем на "свободный" участок накладывается изображение предпоследнего объекта .

Непротиворечивость предлагаемого подхода к перспективным методам визуализации заключается в том, что на основе рассмотренных "петушков" изображения можно получить пространственную твердотельную модель объекта и затем всю сцену размещения оборудования на верхней палубе или внутри помещения. Для реализации указанного подхода рассматривается иерархическая структура данных элементов основного оборудования применительно к задаче размещения.

В главе 5 рассматривается решение основных задач статики судна на базе предложенной в работе геометрической модели поверхности судна и его помещений.

Представление поверхности судна и каждого из помещений в виде совокупности плоских граней позволяет рассчитать необходимые геометрические характеристики. Для этого расчет предложено выполнять по граням, каждую из которых можно представить в виде совокупности треугольников. Для каждого треугольника формируется тетраэдр, для которого определяется объем и центр тяжести. В результате интегрирования по всем граням модели определяются необходимые геометрические характеристики всего объема.

Дм расчета геометрических характеристик ватерлинии судна и затапливаемых помещений используется система координат, связанная с судном. Таким образом, пересекая рассматриваемый объем плоскостью, совпадающей с заданной ватерлинией, получаем совокупность пространственных отрезков. Эти

отрезки упорядочиваются в один или несколько (при пересечении с невыпуклым объемом) контуров. Интегрируя в плоскости сечения полученные кошуры. можно получить необходимые характеристики ватерлинии.

Для сокращения времени расчета задач статики в работе предложен новый метод решения задачи определения произвольной посадки судна. Для ряда узловых точек по осадке кормой Тк, осадке носом Тн (в пределах oí минимальных до максимальных осадок) и углу крена Q¡ рассчитываются значения объемного водоизмещения судна V¡jj й положение центра величины (Хс, Yj, Zq). Таким образом, для ряда возможных дискретных посадок заранее просчитываются перечисленные характеристики судна и формируется файл следузощей структуры:

Тн1 Тк1 Q1 VIH Xclll Yclll Zclll

Тн1 Тк1 Q2 VI12 Хс112 Ycll2 Zcll2 (1)

Тн! Т^ 01 Уц1 Хсц1 "УсЦ! гсу1

Этот файл формируется однократно и в дальнейших расчетах по определению посадки, остойчивости и непотопляемости судна используются содержащиеся в нем данные.

В качестве входных данных при расчете произвольной посадки судна выступают:

И - весовое водоизмещение (используемое в дальнейшем в расчетах объемное водоизмещение получается с учетом плотности воды), Xg, Yg, Zg - координаты положения центра тяжести судна.

Эти данные берутся из расчета нагрузки судна при заданном размещении оборудования, заполнении балластных, топливных и прочих цистерн.

Исходя их условий равновесия в системе координат судна, среди ряда дискретных вариантов посадки судна, записанных в файле (1) можно найги вариант посадки судна, наиболее близкий к условиям равновесия судна. При

этом фиксируются значения позволяющие определить посадку судна Тщ, Т,ф 01, наиболее близкую к условиям равновесия. Для более точного определения посадки судна в найденной области можно построить зависимости:

У=Г(Тн,Тк,<3);

Хс=Г(Тн,Тк,(2); (2)

Ус=Г(Тн,Тк,0); и

2е=Г(Тн,Тк,(}); (3)

а затем, с использованием условий равновесия судна, определить искомые значения Тк,Тн и <2.

Для получения зависимостей (2) - (3) используются методы планирования эксперимента. Так, используя метод полнофакторного эксперимента можно получить уравнения в виде линейной части уравнения регрессии следующего вида:

к к к

У = Ь0 + £ ^Х; + I + I ЬЩХ;Х^, (4)

1=1 ¡0=1 ¡,¿1=1

где:

Ьо, Ьь Ьу, Ьф- искомые коэффициенты уравнения; х], XI - аргументы функции.

Для зависимости водоизмещения от параметров посадки судна это уравнение примет вид:

\'=Ь0 + ЫТн + Ь2Тк + Ь3<2 +Ы2ТнТк + ЫЗТн<} + Ь23ТкО + Ы23ТнТк<3 (5)

Коэффициенты Ьо, Ь1, Ь2, Ьз.'Ьи, Ь13, Ь23, Ь123 определяются на основе значений функции отклика (для уравнения (5) это значение объема погруженной части корпуса) при различных комбинациях тк, тн, о по формуле:

N

N

/ = 0,1 ,...,т

где: N=8, число опытов полнофакторного эксперимента для уравнения (5);

т=8, номер последнего столбца в планах полнофакгорного эксперимента.

Данный подход позволяет получить регрессионную зависимость для локального участка поверхности отклика при значительной кривизне поверхности.

Анализ функций (2) для реальных судов показал, что эти поверхности имеют незначительную кривизну и поэтому для достаточно узкой области (по осадкам ЙТ<=0.5 м и углу крена ё<3<=5 град) имеется построить 4-х мерную плоскость. В этом случае используется следующая система уравнений:

А1Тн + В1Тк + С1<2 + Б1У + Е1 =0 А2Тн + В2Тк + С2<2 + ШХс + Е2 =0 АЗТн + ВЗТк + С3(} + ШУс + ЕЗ =0 (7) Yc = Yg + (Zg-Zc)tg(Q)

Использование несколько итераций позволяет решить данную систему уравнений.

Для расчета начальной остойчивости судна в файл (1) вносится положение метацентра судна Zm. Таким образом для найденной посадки судна в рассматриваемой области посадок можно построить зависимость

2ла = Г(Тн,Тк,0) (8)

и определить искомые параметры остойчивости судна (значение метацентрической высоты и плеча статической остойчивости).

Кроме вышеописанного метода для расчета диаграммы статической остойчивости судна предложен метод, который является обратным к методу построения универсальных диаграмм остойчивости судна.

Для расчета по этому методу для ряда водоизмещении судна заранее формируется файл диаграмм статической остойчивости судна (при некотором заданном положении центра тяжести судна Zgl).

Для заданного значения объемного водоизмещения определяются два ближайших значения водоизмещений VI и \2 из файла, удовлетворяющих условию V1<V<I<V2. Для найденных значений VI и У2 для каждого значения угла крена пересчитываются плечи остойчивости по формуле:

1<г=к}1-(г8-281)«11<г (9)

Таким образом, для каждого значения угла крена будут известны величины V] , 1(^1 и 1<22> 4X0 позволяет, используя формулу линейной интерполяции, определить значения плеча статической остойчивости при заданном угле крена для искомого значения водоизмещения.

Для решения задачи аварийной остойчивости судна предложено использовать метод, описываемый следующим алгоритмом:

=> Для каждого непроницаемого помещения для дискретных посадок судна рассчитывается файл (1). При этом учитывается, что ватерлиния в помещении соответствует ватерлинии судна. Кроме указанных величин в данный файл для каждой посадки судна записываются значения моментов терции Хх, 1у ватерлинии помещения.

=> Для затапливаемого помещения по действующую осадку судна (в соответствии с типом затопления) производится расчет характеристик объема влившейся воды. Для выполнения этого расчета используются данные файла (1) для затапливаемого помещения и метод построения 4-х мерной плоскости.

=> Используя метод приема груза, определяются новое водоизмещение и положение центра тяжести судна.

=> Определяется новая посадка судна.

После нескольких циклов указанного алгоритма определяется равновесная

посадка, в соответствии с которой определяются характеристики аварийной

*

остойчивости судна.

В главе б рассматриваются перспективные направления использования предложенных в работе концепций геометрического моделирования судна.

Задачу формирования конструкции корпуса судна предложено решать на двух уровнях.

Первый уровень - формирование перекрытий в соответствии с Правилами классификационных обществ. На этом уровне определяются размеры и толщины листов наружной обшивки, положение и размеры ребер жесткости. Этот уровень разработки проекта может быть выполнен с использованием упрощенных геометрических моделей поверхности корпуса и поверхностей, формирующих помещения. Первый уровень характеризуется большим числом исследуемых вариантов (характерных для начальных этапов проектирования).

Второй уровень - формирование перекрытий в соответствии с технологическими особенностями конкретного производства. Этот уровень характеризуется точными решениями в области геометрии судовой поверхности и значительными объемами технологической информации. Для решения задач этого уровня необходимо использовать сложные специализированные судостроительные системы.

Решение задачи первого уровня включает следующие операции (считается, что модель поверхности корпуса судна; поверхности, формирующие помещения, и геометрические модели помещений нам известны):

1. Определение участков судна по длине с одинаковой практической шпацией и назначение положения районов. При этом расположение поперечных переборок и связанных с ними плоскостей при необходимости корректируется исходя из положения шпангоутов.

2. Анализ граней каждого из помещений на предмет взаимного расположения (рис.13) соседних помещений и соприкасающихся граней.

3. Для участков, корпуса и плоскостей, образующих помещения, в соответствии с Правилами классификационных обществ производится определение толщины и расчет ребер жесткости.

Рис.13. Схема анализа взаимного расположения граней помешевия

Анализ взаимного положения помещений заключается в определении соседних помещений с рассматриваемой гранью. В зависимости от типа помещения ("сухое" или "мокрое") назначается различная толщина обшивки (с учетом коррозионного износа) рассматриваемой поверхности помещения. Анализ соприкасающихся граней необходим для определения опорных контуров от соседних конструкций.

©

Для облегчения ввода информации, а также для уменьшения возможных ошибок в системах проектирования и надзора за судном ввод конструкций предлагается выполнять в виде меню конструкций.

Таким образом в работе ставится задача четкой декомпозиции конструкции судна на отдельные элементы.

На < рис. 14 приведен пример структурной декомпозиции данных о конструкции подпалубной цистерны балкера.

Рис.14. Схема декомпозицин подпалубной цистерны

Структуризация заключается в назначении типовых конструкций-структур (второе дно, бортовая цистерна, скуловая цистерна, и проч.) и их определяющих размеров. Декомпозиция включает определение составных подструктур (наружная обшивка в районе днища, дншцевой стрингер, флор и проч.), для которых будут сформированы панели.

Введенное в работе понятие произвольной секущей плоскости позволяет использовать предлагаемый подход на любом этапе развития и разработки систем проектирования и эксплуатации судна.

Предлагаемая схема задания конструкций может быть использована при автоматизированном формировании конечно-элементной модели конструкции судна, что особенно важно при расчетах экспертами классификационных обществ конструкций эксплуатируемых судов.

Возможность этого решения обусловлена тем, что схема разбиения на конечные элементы очень близка к схеме формирования граней, используемой в настоящей работе. Для перевода используемой геометрической модели в конечно-элементную модель необходимо выполнить следующие операции:

• Среди всех вершин граней определить общие и таким образом сформировать данные об. узлах конечно-элементной модели;

• Изменить нумерацию узлов в соответствии с требованиями формирования общей матрицы жесткости.

Далее в главе рассматриваются вопросы использования информации о геометрической модели судна в бортовых компьютерах. В основе предлагаемого решения лежит тот факт, что эксплуатационные расчеты тесно связаны с проектными расчетами, проводимыми на начальных стадиях проектирования судна, т.е. при проектировании судна рассматриваются ситуации (загрузка, аварии, прочность и проч.), которые могут возникнуть на этапе эксплуатации судна. В этом случае проектная информация в электронном виде может быть передана в бортовые ПЭВМ, что обеспечит экономию времени и минимизацию ошибок при проведении эксплуатационных расчетов.

В работе введено понятие «электронный паспорт» судна. Структура паспорта включает следующие элементы:

1. Подсистема структурного анализа судна (спецификационные данные о судне, общее расположение, конструкция судна, вместимость отдельных помещений и проч.);

2. Подсистема оборудования судна (навигационное и электрическое оборудование, системы управления судном, инвентарное снабжение и т.п.);

3. Подсистема анализа операций судна (погрузочные операции, программы бортового компьютера и проч.);

4. Подсистема инспекции судна (анализ коррозионного износа, анализ разрушений и т.п.);

5. Подсистема ремонта судна

В основе представления геометрической модели судна для паспорта предложено использовать подходы, предложенные в работе по формированию модели поверхности, помещений и конструкций судна. В случае уже эксплуатирующихся судов информация о геометрической модели может быть введена классификационным обществом, либо в организации, получившей лицензию на проведение таких работ.

В главе подробно рассматривается структуры данных для электронного паспорта для помещений транспортных судов и структура информации о контейнерных местах.

На базе информации, хранящейся в электронном паспорте судна, в работе решается задача о разделки судна на плаву. Предлагаемая структура данных позволяет определить весовые характеристики вырезаемой секции. Для придания судну необходимого крена и дифферента производится определение веса и месторасположения бетонных блоков, устанавливаемых на судне. Установка блоков позволяет приподнять носовую или кормовую оконечности судна для удаления секций. При проведении этой операции контролируется посадка и остойчивости судна. Кроме этого, на каждом шаге разделки корпуса необходимо производить расчет общей прочности оставшейся части судна, чтобы избежать возможности слома судна.

Данная задача подходит для упрощенной геометрической модели судна, т.к. информация для модели может быть введена в короткие сроки, либо получена из других систем проектирования и эксплуатации судна. Анализ операций разделки корпуса может предусматривать следующие шаги:

=> определение водоизмещения судна Б, положение центра величины Хс, 1л и положение метацентра Хт на основании осадок носом и кормой (по маркам судна).

=> определение положения центра тяжести судна Zg на основании опытного кренования.

=> определение удаляемого участка корпуса судна. Эта операция может проведена с использованием булевых операций, рассмотренных в настоящей работе. При этом удобнее всего задать в пространстве высекающий параллелепипед и сразу получить все необходимые расчетные характеристики: вес удаляемого участка, посадку и остойчивость судна после удаления конструкции, действующие напряжения в обшивке. => расчет элементов корпуса судна (УЛс. YcJZc.Ix.lv) для ряда осадок носом ( и кормой) и для нескольких значений углов крена с учетом удаленного участка, т.е. если при удалении обшивки было «вскрыто» одно из водонепроницаемых помещений расчет элементов корпуса необходимо выполнить с учетом «вскрытого» помещения.

В заключении приводятся выводы по работе и оценивается ее практическая и научная значимость.

Выносимые на защиту основные научные результаты работы заключаются в следующем:

<• Определены основные характеристики и направление развития перспективной системы проектирования и эксплуатации судна.

® Разработана теория и методология 3-х мерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования для решения проектных и эксплуатационных задач.

«• Разработаны схемы формирования многогранной модели поверхности е>'дна и помещений.

с Разработана теория основных операций геометрического моделирования для многогранных моделей применительно к расчетам на ЭВМ.

• Разработана концепция формирования помещений в системах автоматизированного проектирования судов.

• Сформированы схемы структур, образующих основные конструкции судна.

• Разработана концепция объемного моделирования на основе плоских изображений оборудования для решения задачи общего расположения.

• Разработана теория решения основных задач статики для многогранной модели судна и помещений.

• Определена концепция формирования структуры "электронного" паспорта судна.

Полученные в диссертации результаты достаточно полно отражены в основных работах автора, приведенных ниже.

1. Суслов А.Н. (совместно с Перегудовой Т.И.) Создание программного модуля по определению управляющих воздействий на подводный аппарат. - Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана"- Владивосток, 1983.

2. Суслов А.Н. (совместно с Медведевым В.Б. ) Использование комплекса ЭВМ-графический дисплей-графопостроитель для решения статистических задач при проектировании судна. Труды ЛКИ "Перспективные направления в проектировании судов", Л., ИздЛКИ, 1983, с.26-30.

3. Суслов А.Н. (совместно с Царевым Б.А.) Формулирование и анализ математической модели при оптимизационном проектировании судов. Труды ЛКИ "Обоснование характеристик проектируемых судов", Л., Изд.ЛКИ, 1984, с.109-114.

4. Суслов А.Н. Определение величины изгибных напряжений в маломоментных оболочках вращения, нагруженных равномерным нормальным давлением. Труды ЛКИ "Применение численных методов в расчетах судовых конструкций", Л., Изд.ЛКИ, 1984, с.91-97.

5. Суслов А.Н. Анализ математической модели выбора основных проектных характеристик автономных ПА. - Тезисы докладов V Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана"-Л„ 1985.

6. Суслов А.Н. (совместно с Глозманом М.К.) Построение типоразмерного ряда прочных корпусов ПА и ГВК. - Тезисы докладов V Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана"- Л., 1985.

7. Суслов А.Н. (совместно с Игольниковым А.И.) Алгоритм проектирования обводов судов с малой площадью ватерлиниии. Труды ЛКИ: Оптимизация проектных характеристик судрв., 1985.

8. Суслов А.Н. (совместно с Елтышевым Б.К. и Гайковичем А.И.) Графическая подсистема УИ САПР судов: принципы разработки. Труды ЛКИ: Актуальные вопросы проектирования судов., 1986, с.17-22.

9. Суслов А.Н. Методические указания к выполнению расчетов по статике корабля с использованием ЭВМ. Руководство по курсовому и дипломному проектированию, Уч.пособие МТУ, Санкт-Петербург, 1987.

10. Суслов А.Н. (совместно с Терпигоревым К.В.) Интерактивные процедуры при анализе основных характеристик судов. Труды ЛКИ "Проектирование морских судов и плавучих технических средств", Л., Изд.ЛКИ, 1986, с.30-33.

11. Суслов А.Н. Разработка математической модели расчетов статики для судов с особенностями в формах линий теоретического чертежа.-Л.: ЛКИ, Труды ЛКИ "Проектирование морских судов", Л., Изд.ЛКИ ,1988, с.32;;35.

12. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В.) Формирование схем общего расположения в САПР. - Тезисы докладов республиканской конференции молодых ученых и специалистов "Применение информатики и вычислительной техники при решении народнохозяйственных задач".-Минск.:БГУ, 1989, с.172-173.

13. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В.) Формирование схем общего расположения судов и графический стандарт вКЗ.-Тезисы докладов

всесоюзной школы молодых ученых и специалистов по проблемам модульного судостроения (Модуль-89).-Л.:ЛКИ, 1989, с.19-20.

14. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В.) Концептуальная модель использования интерактивной графики для решения задачи обшего расположения в САПР.-Труды третьей международной конференции по компьютерной графике и визуализации, т.2, 1993, с.2_25 -2_27.

15. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В.) Компоновка грузов и расчет посадки и остойчивости судна.-Тезисы докладов конференции "Научное наследие А.Н.Крылова и его влияние на современное кораблестроение", С-Петербург, 1994. с.61-64.

16. Суслов А.Н. (совместно с Демченко А.Н. и Одеговой О.В.) Автоматизация судов и технических средств освоения океана.-Тезисы докладов международной конференции "Нева-95": Санкт- Петербург, 1995.

17. Суслов А.Н. (совместно с Даниловым В.К. и Одеговой О.В.) Морская энциклопедия.- Конспект лекций для студентов начальных курсдв МТУ. Уч.пособие МТУ, Санкт-Петербург, 1995.

18. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В. и Челпановым И.В.) Программные и аппаратные средства реализации проекта "UNICOM-Россия''.-Труды ГУ международной конференции по компьютерной графике и визуализации, т.1, Санкт- Петербург, 1995, с.1-21.

19. Суслов А.Н. Формирование помещений в системе автоматизированного проектирования судов.-ТрудыBMA,: Санкт-Петербург, 1996.

20. Суслов А.Н. Формирование структуры данных электронного паспорта судна. - Тезисы докладов второй международной конференции по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-95": Санкт-Петербург, 1997.

21. Математическое моделирование геометрических объектов в проектировании судов. - ЛХИ, Технический отчет по НИР А-120, Nroc.per. 0286.0018244, 1985, рук. Гайкович А.И.

22. Разработка и ввод в опытную эксплуатацию в ЛКИ САПР судов и их энергетических установок - отчет по НИР А-222, Игос.рег. 0287.0081289, 1986, , рук. Гайкович А.И., отв. исп. Суслов А.Н.

23. Разработка пакета программных модулей проектирования транспортных плавучих доков на ранних стадиях. - ЛКИ, Технический отчет по теме 1-1-Х-825, №ос.рег. 0182.1031884, 1991, рук. Гайкович А.И., отв.исп. Суслов А.Н.

Полный перечень публикаций по теме диссертации приведен в диссертационной работе.

Зак. 1123.Тир. 100.Изд.центр СПбПЛТУ.ЛоцманскаяЮ.

Введение.

Глава 1. Состояние и развитие систем автоматизированного проектирования (САПР)

1.1. Системы автоматизированного проектирования, используемые в машиностроении

1.2. Системы автоматизированного проектирования, используемые только в судостроении

1.3. Определение основных характеристик перспективной

САПР судов . . . .'.

Глава 2. Формирование структур данных для САПР судов.

2.1. Информационное обеспечение САПР судов

2.2. Анализ возможностей 32-разрядных операционных систем для построения систем автоматизированного проектирования

2.3. Графические стандарты как основа обмена информацией между системами автоматизированного проектирования

Глава 3. Геометрическое моделирование в САПР судов

3.1. Идеальная и реальная схемы использования геометрической модели судна

3.2. Структура упрощенной геометрической модели судна

3.3. Формирование упрощенной модели поверхности судна на базе данных в формате "Проект 1"

3.4. Использование булевых операций для решения задачи формирования геометрической модели корпуса судна и его внутренних помещений

3.5. Использование булевых операций для формирования геометрических моделей элементов оборудования и насыщения судна.

3.6. Основные операции геометрического моделирования.

3.6.1. Пересечение двух многогранников

3.6.2. Пересечение двух невыпуклых многоугольников в плоскости.

3.6.3. Упорядочивание совокупности отрезков в один или несколько контуров.

3.6.4. Разбиение многоугольников на простые элементы.

3.6.5. Решение проблемы потери точности при вычислениях на компьютере.

Глава 4. Формирование помещений и размещение оборудования в системе автоматизированного проектирования судна.

4.1. Концепция формирования помещений судна.

4.2. Топологическая схема плоскостей, формирующих помещения судна

4.3. Формирование файла данных по водонепроницаемым помещениям для системы ХЛПроект-1".

4.4. Задача размещения основного оборудования в системе автоматизированного проектирования.

4.5. Структура данных элементов основного оборудования

Глава 5. Решение основных задач статики судна

5,1, Определение элементов теоретического чертежа судна и помещений.

5.2. Метод определения произвольной посадки судна

5.3. Определение посадки, остойчивости и непотопляемости судна

Глава б. Перспективные нацравления использования упрощенной геометрической модели судна

6.1. Формирование информации для различных подсистем автоматизированного проектирования на основе геометрической модели судна

6.2. Формирование конструктивных схем структур, образующих основные конструкции судна

6.3. Использование геометрической модели судна в расчетах по методу конечных элементов

6.4. Использование информации о геометрической модели судна в бортовых компьютерах.

6.5. Формирование структуры данных электронного паспорта судна.

6.6. Задача разделки корпуса судна на плаву.

На период 1995-2005г. основой развития отечественного судостроения являются федеральная целевая .программа "Российские верфи" [ИЗ] и проект Программы военного кораблестроения на указанный период[31]. В основе этих концепций заложено, что флот России должен обладать развитой инфраструктурой - и системой обеспечения с ориентацией на использование высоких технологий. С другой стороны, изменение геополитической и военной ситуации в мире с учетом старения мирового и торгового флота создают .предпосылки для мирового судостроительного бума на рубеже веков, аналогичного подъему в 7 0-е годы[31].

Таким образом, на ближайшее время ставится задача проектирования и постройки конкурентоспособных судов и кораблей как для внутреннего, так и для внешнего рынков. Естественно, эта задача может быть решена при условии долгосрочного кредитования на период проектирования и постройки судна. В настоящий момент эти условия имеются только -Для создания танкерного флота (для перевозки Каспийской-нефти из Новоросийска, а та-кже для Арктических перевозок) и военных кораблей на экспорт. В случае стабилизации экономики появятся условия и для обновления гражданского и военного флотов России.

Для решения указанных задач необходимо резко сократить сроки проектирования и постройки судна при одновременном улучшении качества проектируемых и строящихся судов и кораблей. Основой данного решения является активное использование быстрораввивающейся вычислительной техники и качественное изменение отношения к информации, используемой на различных этапах жизненного .цикла судна.

В основе существующей схемы обработки информации о судне при проектировании, постройке и эксплуатации судна дежит понятие обмена "твердыми" копиями, т.е. на каждом отдельном жизненном этапе судна разрабатываются определение документы (чертеж, пояснительная записка и проч.), которые используются для обмена информацией между различными организациями или подразделениями одной организации.

Так, во всех проектных бюро з настоящий момент обмен информацией между отделами осуществляется на уровне твердых копий -без электронных носителей. Естественно, что это затрудняет многовариантные исследования, а внесение изменений в проект вызывает большие трудности при параллельной работе нескольких подразделений над проектом.

Путь разработки единой для всего жизненного цикла судна системы- или .покупки разработанной зарубежной системы не позволит решить всех проблем по -автоматизации проектирования, постройки и эксплуатации судна, т.к. любая из имеющихся автоматизированных систем выполняет локальную задачу.-И не-предназначена для решения комплекса задач, возникающих на -всех жизненных этапах - судна. Кроме этого, необходимо учитывать имеющиеся собственные разработки и привязанности отдельных организаций к различным автоматизированным системам. С другой стороны., необходимо развивать такую систему, чтобы на каждом из этапов ее развития она приносила реальную пользу, т.е. следует отказаться от разработок для неопределенного будущего, и, наоборот, создавать системы, которые были бы полезны на каждом этапе своего развития. При этом необходимо четко уяснить, что любая система представляет собой "живой организм", для поддержки и развития которого 7 постоянно требуются финансовые инвестиции, новая техника, новые кадры, новые идеи и проч.

В основе развития подобных систем лежит принцип структурирования информации о судне и разработки открытых подсистем проектирования, постройки и эксплуатации судна.

Естественно, что наибольшую сложность представляет структурирование геометрической информации, а также построение системы, открытой для изменения геометрической информации о судне. Настоящая работа имеет целью определить основные пути решения указанной проблемы.

Совокупность указанных вопросов является актуальной проблемой теории проектирования судов, поскольку ее решение позволит принципиально изменить характер использования ЭВМ при решении задач проектирования и эксплуатации судна.

Дель работы: определение концептуальной модели перспективных систем проектирования и эксплуатации судна на основе разработанной теории и методологии трехмерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования.

1. Состояние и развитие систем автоматизированного проектирования

Выводы по работе:

• Определены основные характеристики и направление развития перспективной системы проектирования и эксплуатации судна.

• Разработана теория и методология 3-х мерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования для решения проектных и эксплуатационных задач.

• Разработаны схемы формирования многогранной модели поверхности судна и помещений.

• Разработана теория основных операций геометрического моделирования для многогранных моделей применительно к расчетам на ЭВМ.

• Разработана концепция формирования помещений в системах автоматизированного проектирования судов.

• Сформированы схемы структур, образующих основные конструкции судна.

• Разработана концепция объемного моделирования на основе плоских изображений оборудования для решения задачи общего расположения.

• Разработана теория решения основных задач статики для многогранной модели судна и помещений.

• Определена концепция формирования структуры "электронного" паспорта судна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научная значимость работы:

• концептуальная модель перспективных систем проектирования и эксплуатации судна определяет основные пути создания и развития отечественных полномасштабных систем информационного моделирования судна в течении всего его жизненного цикла;

• теория и методология 3-х мерного моделирования судовой поверхности, помещений и судового оборудования позволила определить и реализовать новые подходы к решению задач общего расположения, а также задач статики и динамики судна;

• теория основных операций геометрического моделирования для многогранных моделей может быть использована для построения конечно-элементных моделей судна при исследованиях в области гидродинамики и прочности;

• концепция формирования схем структур, образующих основные конструкции судна, с учетом возможности произвольных формирований определяет основу создания систем анализа конструкций судна;

• концепция объемного моделирования элементов оборудования на основе его плоских изображений определяет возможность новых решений для систем автоматизированного проектирования;

• теория решения основных задач статики для многогранной модели судна и помещений является новой и актуальна при определении посадки, остойчивости и непотопляемости судна на бортовых компьютерах;

• предложенная концепция формирования структуры "электронного" паспорта судна определяет новое направление в теории проектирования судов - структуризация данных о судне с точки зрения их использования в системах автоматизированного проектирования и эксплуатации.

Практическая ценность работы состоит в том, что:

• в работе обоснована и доказана необходимость генерации отечественных полномасштабных систем проектирования и эксплуатации судов, а также определены основные пути их создания.

• концепция формирования схем структур, образующих основные конструкции судна, с учетом возможности произвольных формирований позволила решить проблему задания информации для систем анализа конструкций, разрабатываемых для классификационных обществ.

• разработанные на базе проведенных исследований методики и программы для ПЭВМ предназначены для многовариантных проработок новых судов и особенно эффективны при проектных исследованиях сложных технических объектов.

• связь предложенной в работе геометрической модели поверхности судна со структурой данных в системе "Проект-1" обеспечивает преемственность в исследованиях и практических наработках.

• программы компоновки грузов при заданном состоянии грузовых отсеков, а также балластных, топливных и прочих танков могут быть использованы на судах или агентами-фрахтователями для проведения расчетов посадки-остойчивости в режиме эксплуатации или априорно в режиме исследования возможности перевозки.

• гибкая организация передачи данных позволяет осуществлять комплексирование разработанных программ с современными аппаратными средствами (например, датчиками уровня) для грузовых, балластных и топливных танков.

• предложенная концепция моделирования помещений и разработанная теория расчетов по статике судна является основой создания программ для бортовых компьютеров и тренажерных комплексов.

• использование предлагаемой в работе концепции геометрического моделирования позволит сократить сроки проектирования и постройки судна при одновременном улучшении качества и надежности эксплуатации судна.

• предложенная концепция формирования структуры "электрон но го"' паспорта судна определяет новое направление исследований в рамках существующей международной программы структуризации данных по морской технике.

1.Александров В.В., Горский Н.Д. Представление и обработка изображений: рекурсивный подход.- Л.: Наука, 1985, 184с.

2. Ашик В.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение, 1985.

3. Вегрхаузер Т., Шлив П., Система автоматизированного проектирования AutoCAD.-М.: Радио и связь, 1989, 255 с.

4. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статике и динамике корабля, т.1, "Судостроение", Ленинград, 1976.

5. Борисов Р.В. ,Мирохин Б.В., Юрков H.H. Расчеты по статике: Учебн. пособие/ ЛКИ, Л., 1982.

6. Брегман В.И. "Решение задач по статике корабля на ЭВМ", "Судостроение", Ленинград, 1966.

7. Брикер A.C. Система индексации элементов конструкции корпусов судов. РД 31.00.107-92, ЦНИИМФ, 1992.

8. Бронников A.B. Проектирование судов.-Л.: Судостроение, 1991,320 с.

9. Бронников A.B. Основные составляющие науки о проектировании судов.-Судостроение,1979,N4, с.3-6.

10. Гайкович А.И., Норов А. Т. Построение САПР судна как системы обработки знаний фреймовой структуры. Программные продукты и системы, N4, 19 93.

11. Гайкович А. И. Применение современных математических методов в проектировании судов.- Л.: ЛКИ, 1982, 90 стр.

12. Гайкович А.И. Петраков JI.A., Смирнов Ю.Г. Общее расположение в задаче оптимизации судов с доковой камерой.-Труды ЛКИ: Перспективные' направления а проектировании судов, 1983, с.44-50.

13. Гайкович А. И. "Оптимизация общего расположения судов при автоматизированном проектировании."-Проблемы машиностроения, вып.26, 1986, с.60-64.

14. Гайкович А. И. Формирование чертежей общего расположения в САПР судов.- Л.: ЛКИ, Проектирование морских судов, 1988, с.4-6.

15. Гайкович А.И. Методология математического моделирования в оптимизационном проектировании судов, использующая принципы искусственного интеллекта, (автореферат диссертации на соискание уч. степ, д.т.н.)-Л., ЛКИ, 1990, 39с.

16. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования Пер. с франц.- М.: Мир, 1987.

17. Гарин Э.Н., Глозман М.К., Григорьев Ю.К., Киреев В.Н., Смирнов Ю.А., Тряскин В.Н. Система автоматизированногопроектирования конструкций корпуса судна. сб.тр/ЛОП НТОС им. акад. А.Н.Крылова. СПб., вып.25,1996. С.53-65.

18. Гарин Э.Н., Смирнов Ю.А., Тряскин В.Н. Компьютерная система моделирования и контроля демонтажно-разделочных работ. сб.тр/СПбГМТУ. Проблемы проектирования конструкций корпуса, судовых устройств и систем. СПб., 1995. С.60-73.

19. Данилко A.B., Бавыкин Г.В. "Функциональное модулирование судовых надстроек".- Технология судостроения, 1978, 6, с.59-61.

20. Демешко Г.Ф. Проектирование судов. Амфибийные суда на воздушной подушке. В двух книгах.- Санкт-Петербург: Судостроение, 1992, 599с.

21. Деннинг В., Эссинг Г., Маас С. Диалоговые системы "Человек-ЭВМ". Адаптация к требованиям пользователя.- М., Мир, 1984, 186с.

22. Джамп Д. AutoCAD. Проектирование М.:"Радиосвязь", 1992 .

23. Джилмер Томас С. Проектирование современного корабля.-Л.: Судостроение, 1974, 210с.

24. Дмитров В.И., Каганович В. Л. Программное обеспечение для разработки компьютеризованных интегрированных промышленных информационно-логистических систем. Информатика-машиностроение, N?7-8, 1995.

25. Дорин B.C. Общие принципы построения системы автоматизированного проектирования судов. В сб. Вопросы судостроения. - Л.: Судостроение, 1972, серия 1, вып.2, с.3-22.

26. Дорин B.C., Пашин В.М., Солдатов В.Е. Применение экономико-математических методов при проектировании судов. Л.: Судостроение, 1967.

27. Захаров И. Г. Современные проблемы автоматизации з области военного кораблестроения. Программные продукты и системы, N4, 19 93.

28. Захаров И.Г. Военное кораблестроение России. "Судостроение",1996, №10,с.57-65.

29. Кильдышев Г.С., Аболенцев Г.И. Многомерные группировки.-М.:Статистика, 1978, 250с.

30. Киппо Аско "Легче этого проектирования не может быть", Navigator, 1995, вып. к выставке "Нева-95", стр. 40-41

31. Кириллов В.В., Суворов А.И., Пыжов О.И. Проблемы создания информационного обеспечения АСУ техническим обеспечением кораблей ВМФ. Программные продукты и ' системы, N4, 1993.

32. Классификация и кластер. Под ред. Дж.В.Райзина.-М.:Мир, 1980, 286с.

33. Клишин В.,Люнер В.,Недер А. Подход к комплексной оценке интегрированных САПР. Компьютерная графика,№3,1992.

34. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ: Пер. С англ.- М.: Мир, 1976.

35. Круглински Дэвид Основы Visual С++/Пе. с англ.- М. : Издательский отдел «Русская редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1997.

36. Левин Г. Л. "Разработка архитектурно-планировочных решений в системе автоматизированного проектирования судна".- Судостроение, 1984, 11, с. 21-24.

37. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах.-М.: Мир, 1980, 524с.

38. Мартинес Ф. Синтез изображений: Пер. с франц. М.: Радио и связь, 1990.

39. Математика и САПР: в 2-х кн. Пер. с франц./Жермен-Лакур П., Жорж П.,Л., Пистр Ф., Безье П., Пер. с фр. В.В.Коваленко, С.Д.Чигиря под ред. Н.Г.Волкова, М.: Мир, 1989.

40. Мешков С.А. Некоторые аспекты реализации системы проведения вычислительных экспериментов в 32-разрядной операционной среде. Тезисы докладов второй международной конференции по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-95": Санкт-Петербург, 1997.

41. Мизин И.О., Солопов В.А., Сужение Э.Н. Математическое описание судовой поверхности в задаче оптимизации элементов судна. В сб. Вопросы судостроения. - Л.: Судостроение, 1977, вып.13, с.20-26.

42. Мирошниченко И.П. Перспективные типы судов и их мореходные качества. Сб. Научных трудов ЦНИИ мор.флота, Л.: Транспорт, 1983, Вып.285.

43. Михайлов В.И. "Планирование экспериментов в судостроении", "Судостроение", Ленинград, 1978.

44. Морской Регистр России. Правила классификации и постройки морских судов. Остойчивость. Непотопляемость. С-Петербург, 1996.

45. Муру Н.П. Обеспечение непотопляемости корабля. М.: Воениздат, 1965.

46. Мьюигг П. 1ВС фундамент новых архитектурно-строительных САПР. Компьютер-Пресс ,№ 11, 1996, с.182.

47. Нечаев Ю.И. Моделирование остойчивости на волнении: Современные тенденции Л. ,Судостроение,1989.

48. Нечаев Ю.И. Влияние сопутствующего дифферента на диаграмму статической остойчивости судна. В сб.: Теоретические и практические вопросы остойчивости и непотопляемости морских судов. М.: Транспорт, 1965.

49. Никитин Н.В. Расчетно-логическая система исследования технической реализуемости вариантов кораблей и судов на стадии автоматизированного исследовательского проектирования. Программные продукты и системы, N4, 19 93.

50. Ногид Л.М. Проектирование морских судов. ч.1: Методика определения элементов проектируемого судна.-Л.:Судостроение, 1964, 359с.

51. Ногид Л.М.- Проектирование формы судна и построение теоретического чертежа. Л. : Судостроение, 1962.

52. Ногид Л.М. Остойчивость судна и его поведение на взволнованном море. Л. : Судостроение, 1967.

53. Ньюмен У., Спрулл Р. Основы интерактивной машинной графики М.:Мир, 1976.

54. Одегова О. В. Использование логико-лингвистических методов и моделей при решении некоторых компоновочных задач.- Тезисы докладов XIV научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, Харьков, 1988, с.81.

55. Одегова О.В. Программное обеспечение задачи компоновки в САПР судов.- Труды ЛКИ: Проектирование морских судов и плавучих технических средств, 1987, с.17-22.

56. Одегова О. В. Особенности решения задачи общего расположения при проектировании буксирных и спасательныхсудов.-Труды ЛКИ: Оптимизационное проектирование судов, 1990, с.25-27.

57. Одегова О. В. Программное обеспечение задачи генерации и вычерчивания эскизов общего расположения судов, перевозящих тяжеловесные грузы.-Труды ЛКИ: Проектирование морских судов и их подсистем, 1991,с.23-25. ОСТ 5.0206-76

58. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1986.

59. Палий О.М. О рациональных путях использования ЭВМ в расчетах прочности конструкций судового корпуса // Проблемы прочности судов/ Под ред. В.С.Чувиковского. Л.: Судостроение, 1975.

60. Пашин В.М. Оптимизация судов: Систематический подход -математические модели.- Л. , Судостроение, 1.97 9 .

61. Пашин В.М., Семенов Ю.Н. Системы автоматизированного проектирования судов. Л.: изд.- ЛКИ, 1981.

62. Пашин В.М. Прообраз современной теории проектирования корабля в трудах И.Г.Бубнова Сборник докладов научно-технической конференции "Бубновские чтения": Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад.А.Н.Крылова,19 97.

63. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления.-М.: Машиностроение, 1981, 212с.

64. Постнов В. А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений.- Л.,Судостроение,1979.

65. Постнов В.А., Тарануха H.A. Метод модуль-элементов в расчетах судовых конструкций,- ЛСудостроение,19 90.

66. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций.- ЛСудостроение,1974.

67. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР.- Л., "Транспорт" 1990.

68. Правила перевозки зерна. Регистр СССР. Л.,"Транспорт",198 0.

69. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия: введение.- М. , Мир, 1989,476с.

70. Радушинский М.А., Соловьева М.В. Особенности постановки и решения задачи размещения оборудования судовой энергетической установки.- Вопросы судостроения: Проектирование судов, вып.13, 1977, с.65-69.

71. Разработка проблеммно-ориентированного языка пользователя для задач компоновки.- ЦНИИ им. акад.

72. A.Н.Крылова, технический отчет по теме A-XXXIX-50, N 3920, рук. М.А. Радушинский.

73. Разработка программных средств геометрического представления объектов для автоматизированной системы проектирования ПЛ.- BMA им. Кузнецова, отчет о выполнении НИР 3162, рук. Б.В. Кобылинский.

74. Разработка пакета программных модулей проектирования транспортных плавучих доков на ранних стадиях.-ЛКИ, Технический отчет по теме 1-1-Х-825, N гос.per. 0182.1031884.

75. Райан Д., Инженерная графика в САПР/ Пер. с англ.

76. B. В.Мартынюка, М.П.Матекина, Д.В.Волкова под ред. Д.А.Корякина.- М.: Мир, 1989.

77. Рейнов М.Н. Судостроительные расчеты на ЭВМ Л.: Судостроение, 1964.

78. Родионов A.A., Математические методы проектирования оптимальных конструкций судового корпуса.-Л.,Судостроение,19 90.

79. Ростовцев Д.М., Постнов В.А. и др. Вибрация корабля: Учебник для ВУЗов.- Л.,Судостроение,1983.

80. Сабоннадьер Ж., Кулон Ж., Метод конечных элементов и САПР /Пер. с фр. В.А.Соколова, М.Б.Блеер под ред. Э.К.Стрельбицкого М.: Мир, 1989.

81. Семенов Ю.Н. Диссертация на соискание звания доктора технических наук N1210 (ДСП), Л.: ЛКИ.

82. Семенов Ю.Н., Портной A.C. Технические средства освоения ресурсов Мирового океана: Учебн.пособие -Спб.: Изд.центр СПбГМТУ, 1995.

83. Семенов-Тян-Шанский В.В. Статика и динамика корабля. Л.: Судостроение, 1973.

84. Система автоматизированного проектирования судов ПРОБKT1. Инструкция пользователю ПР01-007-5.1, отчет ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1982.

85. Система интерактивного формирования судовой поверхности "Апирс"версия 3.1(руководство пользователя), Нижний Новгород, Интерактивные графические системы,1992.

86. Скороходов Д. А. Системы интеллектуальной поддержки командного состава на кораблях ВМФ. Программные продукты и системы, N4, 1993.

87. Стоян Ю.Г., Яковлев C.B. Математические модели и оптимизационные методы геометрического проектирования.-Киев: Наукова думка, 1986,266с.

88. Суслов А.Н., Перегудова Т. И. Создание программного модуля по определению управляющих воздействий на подводный аппарат. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана", Владивосток, 1983.

89. Суслов А.Н., Медведев В. Б. Использование комплекса ЭВМ -графический дисплей графопостроитель для решения статистических задач при проектировании судна. Труды ЛКИ:

90. Перспективные направления в проектировании судов, Л., Изд.ЛКИ, 1983, с.26-30.

91. Суслов А.Н., Царев Б.А. Формулирование и анализ математической модели при оптимизационном проектировании судов. Труды ЛКИ: Обоснование характеристик проектируемых судов, Л., Изд.ЛКИ, 1984, с.109-114.

92. Суслов А.Н. Определение величины изгибных напряжений в маломоментных оболочках вращения, нагруженных равномерным нормальным давлением. Труды ЛКИ: Применение численных методов в расчетах судовых конструкций, Л., Изд.ЛКИ, 1984, с.91-97.

93. Суслов А.Н. Анализ математической модели выбора основных проектных характеристик автономных ПА. Тезисы докладов V Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана", Л., 1985.

94. Суслов А.Н., Глозман М.К. Построение типоразмерного ряда прочных корпусов ПА и ГВК. Тезисы докладов V Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения Мирового океана", Л., 1985.

95. Суслов А.Н., Игольников А.И. Алгоритм проектирования обводов судов с малой площадью ватерлиниии. Труды ЛКИ: Оптимизация проектных характеристик судов., 1985.

96. Суслов А.Н., Елтышев Б.К., Гайкович А.И. Графическая подсистема УИ САПР судов: принципы разработки. Труды ЛКИ: Актуальные вопросы проектирования судов., 1986, с.17-22.

97. Суслов А.Н. Методические указания к выполнению расчетов по статике корабля с использованием ЭВМ. Руководство по курсовому и дипломному проектированию, Уч.пособие МТУ, Санкт-Петербург, 1987.

98. Суслов А.Н., Терпигорев К.Б. Интерактивные процедуры при анализе основных характеристик судов. Труды ЛКИ: Проектирование морских судов и плавучих технических средств, Л., Изд.ЛКИ, 1986, с.30-33.

99. Суслов А.Н. Разработка математической модели расчетов статики для судов с особенностями в формах линий теоретического чертежа. Труды ЛКИ: Проектирование морских судов., Л., Изд.ЛКИ, 1988, с.32-35.

100. Суслов А.Н. Формирование схем общего расположения в САПР. Тезисы докладов республиканской конференции молодых ученых и специалистов "Применение информатики и вычислительной техники при решении народнохозяйственных задач", Минск:БГУ, 1989, с.172-173.

101. Суслов А.Н., Одегова О. В. Формирование схем общего расположения судов и графический стандарт вКБ.-Тезисы докладов всесоюзной школы молодых ученых и специалистов по проблемам модульного судостроения (Модуль-89).-Л.:ЛКИ, 1989, с.19-20.

102. Суслов А.Н., Одегова О.В. Концептуальная модель использования интерактивной графики для решения задачи общего расположения в САПР.-Труды третьей международной конференции по компьютерной графике и визуализации, т. 2, 1993, с.2^25 -227.

103. Суслов А.Н., Одегова О.В. Компоновка грузов и расчет посадки и остойчивости судна.-Тезисы докладов конференции "Научное наследие А.Н.Крылова и его влияние на современное кораблестроение", С-Петербург, 1994, с.61-64.

104. Суслов А.Н. (совместно с Одеговой О.В. и Челпановым И. В.) Программные и аппаратные средства реализации .проекта "Ш1СОМ-Россия". -Труды IV международной конференции докомпьютерной графике и визуализации, т.1, Санкт1. Петербург, 1995, с.1-21.

105. Суслов А.Н., Одегова О.В., Демченко А.Н. Автоматизация судов и технических средств освоения океана.-Тезисы докладов международной конференции "Нева-95": Санкт-Петербург, 1995.

106. Суслов А.Н. (совместно с Даниловым В. К. и Одеговой О. В.) Морская энциклопедия Конспект лекций для студентов начальных курсов МТУ. Уч.пособие МТУ, Санкт-Петербург, 1995.

107. Суслов А.Н. Формирование помещений в системе автоматизированного проектирования судов.-Труды BMA, : Санкт-Петербург, 1996.

108. Суслов А.Н. Формирование структуры данных электронного паспорта судна. Тезисы докладов второй международной конференции по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-95": Санкт-Петербург, 1997.

109. Томпсон Н. Секреты программирования трехмерной графики для Windows-95/Перев. с англ.- СПб.: Питер, 1997.

110. Федеральная целевая программа "Российские верфи". "Российская газета" от 18.10.95.

111. Федоров А.Н. Файлы, проецируемые в память. Компьютер-пресс, М., 1996, с. 165-166.

112. Фоли Дж., Вэн Дэм Основы интерактивной машинной графики: В 2-х книгах. Пер. с англ.- М.: Мир, 1985.

113. Формирование общего расположения и разработка форм выходных документов. Отчетный материал по договору N2316/17401201 ' от 13.02.90 с ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова по теме А-ХХХ1Х-72. Северное ПКБ., С-Пб, 1990.

114. Фролов A.B., Фролов Г.В. Графический интерфейс GDI в MS Windows. М. :"Диалог-МИФИ", 1994 .

115. Хант Э, Искусственный интеллект.-М.:Мир,1978, 374с.

116. Худяков Л.Ю. Исследовательское проектирование кораблей.-Л.: Судостроение, 1967.

117. Царев Б.А. Модульные задачи в проектировании судов.-Л.: ЛКИ, 1986.

118. Чернышков Д.И., Одегова О.В. Применение кластер-анализа при поиске рациональных схем компоновки оборудования в отсеке судна. -Вопросы судостроения, в. 44, с.101-110.

119. Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных / Пер. с англ. Д.В.Миронова М.: Машиностроение,1990.

120. Шауб П. А. Особенности аналитического моделирования функциональных структур при функциональном проектировании.

121. Тезисы докладов второй международной конференции по морским интеллектуальным технологиям члМоринтех-95": Санкт-Петербург, 1997.

122. Шауб П.А.,Хабибуллин Р.К. Система автоматизированного исследовательского проектирования хлЧертеж". Программные продукты и системы, N4, 19 93.

123. Шпур Г., Краузе Ф.Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении.- М.: Машиностроение, 1988.

124. Эгрон Ж. Синтез изображений. Базовые алгоритмы. М.: Радио и связь, 1993. 216 с.

125. Математическое моделирование геометрических объектов в проектировании судов. ЛКИ, Технический отчет по НИР А-120, Nroc.per.'0286.0018244, 1985, рук. ГайковичА.И.

126. Разработка и ввод в опытную эксплуатацию в ЛКИ САПР судов и их энергетических установок отчет по НИР А-222, Nroc.per. 0287.0081289, 1986, , рук. Гайкович А.И., отв. исп. Суслов А.Н.

127. Разработка пакета программных модулей проектирования транспортных плавучих доков на ранних стадиях. ЛКИ, Технический отчет по теме l-l-X-825, Nroc.per. 0182.1031884, 1991, рук. Гайкович А.И., отв.исп. Суслов А. Н

128. American National Standard, Part 1 Overview and Fundamental Principles, Product Data Exchange Using STEP (PDES) ANSI USPRO/1PO-2 00-001, 1994 (http://www.sera.org/uspro)

129. Atherton P. et Weiler K. Hidden surface removal using polygon area sorting. Computer graphics, v.11(2): 214, 1977.

130. Autokon. Kockums Computer Systems AB, Sweden, Malmo, 1996.

131. Bently J., Ottman S. Algorithms for reporting and counting geometric intersections. IEEE Trans. Сотр., v.28, 1979.

132. Clark J.H. Hierarchical Geometric Models for Visible Surface Algorithms, CACM, N19, 1976, pp.547-554.

133. Coons S.A. Surfaces for computer aided design, Design Division Mech. Engin. Dept. MIT, 1967.

134. David B. Arnold. Graphics standards are boring. GRAFICON-93, St.Petersburg, 1993, p.13.

135. David B. Arnold. Experiments in the parallel implementation of 3D convex hulls. GRAFICON-93, St.Petersburg, '1993, p.15.

136. Daniel M., Nicolas A. An hybrid surface-plane algorithm using a clipping technique. GRAFICON-93, 'St. Petersburg, 1993, p.16.

137. Foran System. Senermar, Madrid, 1996.

138. Forrest A.R. Computational geometry, achievments and problems, CAGD, 1994.

139. Gardan Y., Lucas M. Techniques graphiques interactives et CAO, Hermes, 1983.

140. Gegmanischer Lloid magazin, Hamburg, N2,1994.

141. Giloi W.K. Moving the Hardware-Software boundary up in hierarchical multistage image analysis, Proc. Milwaukee Symp. Automatic Computation and Control, 1976, p.439-443.

142. Guibas L.J., Yao F.F. On Translation a set of rectangles, Proc. Twelfth ACM Symp. on Theory of Computing, Los Angeles, Calif., 1980, pp.154-160.

143. Graphics Gems IV. Edited by Paul S.Heckbert. Academic Press, 1996.

144. Industrial Automation Systems. Product Data Representation and Exchange. Part 27, Java Binding for the Standard Data Access Interface, ISO 10303-27, (http://www.nist.gov/sc4/stepdocs), International

145. Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 1998.

146. Industrial Automation Systems. Product Data Representation and Exchange. Part 26, IDL Binding for the

147. Standard Data Access Interface, ISO 10303-26,http://www.nist.gov/sc4/stepdocs) , International

148. Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 1996.

149. Industrial Automation Systems. Product Data Representation and Exchange. Part 14, EXPRESS-X Mapping Language, ISO 10303-14, (http://www.nist.gov/sc4/stepdocs), International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 1998.

150. International code for the safe carriage of grain in bulk.-IMO, London, 1991.

151. Knuth D.E. Fundamental Algorithms, v.l, Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1973.

152. McDermott R.J. Graphical representation over triangles and rectangles. Computer Aided Geometric Design, Academic Press, 1974.

153. Nauship. Specialized CAD/CAM software for the Shipbuilding Industry, Antibes, 1996.

154. Neilsen G.M., Franke R. Surface construction based upon triangulation, SGAGD, 1983.

155. Pavlidis T. Algorithms for graphics and image processing . Ed. Springer-Verlay, Bell Laboratories, 1982.

156. Pratt M.J. Iges the present state and future trends. Computer Aided Engineering Journal, 8, 1985.

157. Pratt W.K. Digital Image Processings, New York, J.Wiley, 1978.

158. Press Information. Computervision, Bedford,1996.

159. Rosenfeld A. Characterization of Parallel Thinning Algorithms, Information and Control, N29,1995.

160. SAFEHULL. Condition, Assessment, Services. Tankers and Bulk Carriers. Report of ABS. New York, 1994.

161. SafeNet. A life-cycle ship management and information network. Report of ABS. New York, 1996.

162. Shamos M., Hoey S. Geometric intersection problems. 17th FOCS Conference, 1976.

163. ShipNet. Report 1996. Oslo, 1997.

164. Ship 'structural integrity information system. Phase II. Ship structural committee, Washington, 1996.

165. STEP, First Working Draft, 2 November, Tokyo, 1988.

166. Sutherland I.E., Sproull R.F. Characterization of Ten Hidden-Surface Algorithms, Computing Surveys, N6,1974.

167. Sutherland I.E., Hodgman G.W. Reentrant polygon clipping. CACM, v.17, 1974.

168. The Autoship System. Software for naval architecture and structural- design. Coastdesign inc. Surrey, Canada,1995.

169. TRIBON General Design. Kockums Computer Systems AB, Sweden, Malmo, 1996.

170. TRIBON Initial Design. Kockums Computer Systems AB, Sweden, Malmo, 19 96.

171. Weiskamp,Keith Power graphics using Turbo C. John Wiley & Sons Inc, New York, 1989.

172. Williams R.A. A survey of data structures for computer graphics systems, ACM Computer Surveys, N3, 1971.

173. Woodsford P. A. Numerical methods in computer graphics. Computer Graphics Symposium, GI-Beritch, 1991.