船舶研发设计的仿真方法及仿真研发设计知识推送系统

技术领域

本申请涉及船舶设计技术领域，具体而言，涉及一种船舶研发设计的仿真方法及仿真研发设计知识推送系统。

背景技术

船舶研发设计一般分为三个阶段：初步设计、详细设计和生产设计。上述设计阶段需要根据不同船舶的具体要求，开展不同类型的仿真工作，涉及到船舶水动力学、结构力学、振动、声学、热、稳性、电磁学等多专业领域，对设计人员的船舶专业知识和仿真经验要求非常高，需要长期的实践积累，只有极少数人员能够胜任。整个仿真工作包括仿真流程、仿真资源、仿真技术、仿真参数等不同方面，而且仿真工作的准备、执行和分析评估需参考大量文献资料，会消耗大量时间和资源。

综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种根据不同船舶设计阶段的不同仿真工作需求，获取合适的仿真软件、仿真流程、仿真参数和结果评估标准的方法，降低仿真工作的难度，减轻设计人员的工作量，提高仿真工作的效率与准确性。

第一方面，提供了一种船舶研发设计的仿真方法，包括以下步骤：

S1、梳理船舶仿真工作类型。并确定与每个所述船舶仿真工作类型对应的具体仿真内容。

S2、根据船舶特点及不同设计阶段要求，确定船舶的所有性能指标，以获取船舶必须达到的性能要求。

S3、从船舶的所有性能指标中分析和筛选出需要进行仿真分析验证的所述性能指标。

S4、构建需要进行仿真分析验证的所述性能指标与所述船舶仿真工作类型之间的对应关系，根据船舶的性能指标确定需要开展的仿真工作类型以及确定具体仿真内容。按照所述具体仿真内容完成对应的船舶研发设计仿真。

S5、根据所述性能指标对仿真分析结果进行评估。

在一种实施方式中，在步骤S4中，所述构建需要进行仿真分析验证的所述性能指标与所述船舶仿真工作类型之间的对应关系包括：根据船舶设计规范和经验，确定每一个船舶性能指标所需要开展的仿真工作类型。

在一种实施方式中，在步骤S1中，根据船舶专业以及适用性确认所述船舶仿真工作类型。

在一种实施方式中，根据船舶的专业维度将所述船舶仿真工作类型分为船体类仿真和舾装类仿真。根据船舶适用性将将所述船舶仿真工作类型分为通用类仿真和专业类仿真。

在一种实施方式中，在步骤S1中，所述具体仿真内容至少包括：梳理需要使用的仿真软件、计算机硬件、仿真对象、仿真目标、仿真模型要求、仿真分析规范、输出结果要求。

在一种实施方式中，在步骤S4中，所述船舶研发设计仿真的仿真流程包括以下内容：

确定所述船舶仿真对象的仿真分析顺序、不同仿真软件的使用顺序及数据输入输出方式、仿真软件中的操作顺序等内容，用于对仿真工作的具体执行步骤进行描述。

在一种实施方式中，在步骤S5中，根据所述性能指标对仿真分析结果进行评估包括以下内容：

S51、根据所述船舶仿真对象和仿真目标，确定需要采用的仿真评估标准、规范和指标，根据仿真评估标准、规范和指标判断所述仿真分析结果是否满足船舶性能指标要求。

S52、根据所述船舶仿真对象的仿真内容确定仿真分析结果数据的可信范围。将船舶的实际仿真分析结果数据与所述可信范围进行比较，在所述仿真分析结果数据在所述可信范围内时，所述仿真分析结果具备可信性。

根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶仿真研发设计知识推送系统，所述知识推送系统用于实现第一方面提供的船舶研发设计的仿真方法，所述知识推送系统将仿真软件与船舶研发设计知识进行集成，根据在船舶仿真研发设计过程中的不同输入值推送对应的船舶研发设计知识。

在一种实施方式中，所述船舶仿真研发设计知识的推送内容至少包括：文字、图片、表格、音像资料、封装的数据包。

在一种实施方式中，所述推送系统中的船舶仿真研发设计知识在进行搜集、创建以及完善后存储于船舶研发设计知识数据库内。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请的技术方案中，能够根据不同船舶设计阶段的不同仿真工作需求，获取合适的仿真软件、仿真流程、仿真参数和结果评估标准的方法，降低仿真工作的难度，减轻设计人员的工作量，提高仿真工作的效率与准确性，提高船舶建造效率及质量，利于推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例的船舶研发设计的仿真方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本申请的第一方面，参见图1，首先提供一种船舶研发设计的仿真方法，包括以下步骤：

S1、梳理船舶仿真工作类型。并确定与每个船舶仿真工作类型对应的具体仿真内容。

S2、根据船舶特点及不同设计阶段要求，确定船舶的所有性能指标，以获取船舶必须达到的性能要求。

S3、从船舶的所有性能指标中分析和筛选出需要进行仿真分析验证的性能指标。

S4、构建需要进行仿真分析验证的性能指标与船舶仿真工作类型之间的对应关系，根据船舶的性能指标确定需要开展的仿真工作类型以及确定具体仿真内容。按照具体仿真内容完成对应的船舶研发设计仿真。

S5、根据性能指标对仿真分析结果进行评估。

本申请提供的船舶研发设计的仿真方法，能够根据不同船舶设计阶段的不同仿真工作需求，获取合适的仿真软件、仿真流程、仿真参数和结果评估等知识，降低仿真工作的难度，减轻设计人员的工作量，提高仿真工作的效率与准确性。

在一种实施方式中，在步骤S4中，构建需要进行仿真分析验证的性能指标与船舶仿真工作类型之间的对应关系包括：根据船舶设计规范和经验，确定每一个船舶性能指标所需要开展的仿真工作类型。

具体的，舱室噪声指标对应的仿真工作类型为舱室噪声仿真。依此对应关系，在船舶的一个性能指标为居住舱室和医疗区域的噪声低于设定的分贝值时，则需要开展的仿真工作类型为舱室噪声仿真，需要开展的仿真内容为居住舱室噪声仿真和医疗区域噪声仿真。

在一种实施方式中，在步骤S1中，根据船舶专业以及船舶适用性确认船舶仿真工作类型。

在一种实施方式中，根据船舶的专业维度将船舶仿真工作类型分为船体类仿真和舾装类仿真。根据船舶适用性将将船舶仿真工作类型分为通用类仿真和专业类仿真。

需要说明的是，船体类仿真至少包括：结构仿真、流体仿真、工艺仿真。舾装类仿真至少包括：管系仿真、铁舾仿真、电气仿真、设备/装置仿真。通用类仿真为所有船舶必须进行的仿真，如结构强度仿真和舱室噪声仿真等。专业类仿真为部分船舶进行的仿真，如部分船舶需进行电磁兼容仿真等。

具体的，将结构仿真分为结构强度仿真、振动仿真、疲劳仿真、热应力仿真等。将流体仿真分为舱室噪声仿真、液舱晃荡仿真、液货系统仿真、船体线型仿真等。将工艺仿真分为焊接仿真、冲压成型仿真、装配仿真、吊装仿真、人机工程仿真等。将管系仿真分为管网流量仿真、管道应力仿真、管道噪声仿真等。将铁舾仿真分为系泊仿真、拉锚仿真等，将电气仿真分为照度仿真、电压降仿真等。将设备/装置仿真分为发动机燃烧仿真、燃气轮机传热仿真、电磁兼容仿真等。

在一种实施方式中，在步骤S1中，具体仿真内容至少包括：梳理需要使用的仿真软件、计算机硬件、仿真对象、仿真目标、仿真模型要求、仿真分析规范、输出结果要求。

具体的，确定不同仿真软件的作用、特点和优劣，并结合企业自身所拥有的仿真软件，确定仿真内容最适合的仿真软件及计算机硬件等资源。根据仿真内容，确定需要分析的仿真对象(整船、舱段或设备)、需要达到的仿真目标(如船体结构是否满足强度要求、舱室布置是否满足噪声要求)，以及对仿真模型的具体要求(如模型的来源、精细程度、格式等)。根据仿真内容，梳理仿真工作相关的仿真分析规范，包括：仿真模型简化的规范、边界载荷设定的规范、仿真分析顺序的规范、仿真分析结果数据处理的规范等。根据仿真内容，确定输出结果要求，包括：输出结果的形式、数量、大小、存储位置等。

在一种实施方式中，在步骤S4中，船舶研发设计仿真的仿真流程包括以下内容：

确定船舶仿真对象的仿真分析顺序、不同仿真软件的使用顺序及数据输入输出方式、仿真软件中的操作顺序等内容，用于对仿真工作的具体执行步骤进行描述。

在一种实施方式中，在步骤S5中，根据性能指标对仿真分析结果进行评估包括以下内容：

S51、根据船舶仿真对象和仿真目标，确定需要采用的仿真评估标准、规范和指标等，根据仿真评估标准、规范和指标判断仿真分析结果是否满足船舶性能指标要求。

S52、根据船舶仿真对象的仿真内容确定仿真分析结果数据的可信范围。将船舶的实际仿真分析结果数据与可信范围进行比较，若仿真分析结果数据在可信范围内，则仿真分析结果具备可信性，否则仿真分析结果不可信。

根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶仿真研发设计知识推送系统，知识推送系统用于实现第一方面提供的船舶研发设计的仿真方法，知识推送系统将仿真软件与船舶研发设计知识进行集成，根据在船舶仿真研发设计过程中的不同输入值推送对应的船舶研发设计知识，能够实现仿真工作与规范知识的深度结合，从而使各部分内容的实现均采用自动推送方式。

具体包括以下内容：以船舶性能指标为输入，自动推送需要开展的仿真工作类型和仿真内容。以船舶的仿真内容为输入，自动推送需要使用的仿真软件、计算机硬件等资源，以及仿真对象、仿真目标、仿真模型要求、仿真分析规范、输出结果要求等。以船舶的仿真对象和仿真目标为输入，自动推送仿真流程、仿真参数和结果评估方法等。以仿真结果数据为输入，自动推送仿真评估及可信性判断结果。

在一种实施方式中，船舶仿真研发设计知识的推送内容至少包括：文字、图片、表格、音像资料、封装的数据包、以及它们之间的组合。

具体的，以仿真流程为例，根据的仿真内容，给设计人员推送描述仿真流程的文字、图片、视频等，对于固化的仿真流程，可直接给设计人员推送封装的仿真流程文件。

在一种实施方式中，推送系统中的船舶仿真研发设计知识需要在前期进行搜集、创建以及完善，具体步骤包括：对船舶研发设计规范与经验、已有仿真分析案例进行梳理，经挖掘和提炼得到不同专业的船舶仿真研发设计知识。对船舶仿真研发设计知识进行表达，将船舶仿真研发设计知识存储为文字、图片、表格、音像资料及封装数据包等形式，并构建船舶仿真研发设计知识数据库。根据实际船舶仿真工作实践，对船舶仿真研发设计知识库进行完善，包括对已有船舶仿真研发设计知识的补充与修改。

在一种实施方式中，推送系统还包括船舶研发设计知识数据库，船舶研发设计知识数据库用于存储设计规范标准、船型数据信息、设备材料信息、模型试验数据、专家经验等船舶仿真专业相关的知识，该数据库包含不同阶段、不同专业仿真时用到的研发设计知识，并支持历史数据与知识的积累及重用。

本申请提供的船舶仿真研发设计知识推送系统，对船舶研发设计规范与经验、及已有仿真分析案例等进行梳理与集成，根据不同船舶设计阶段的不同仿真工作需求，自动推送最合适的仿真软件、仿真流程、仿真参数和结果评估等知识，降低仿真工作的难度，减轻设计人员的工作量，提高仿真工作的效率与准确性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。