基于IGA的船体结构参数化几何精确有限元法研究

项目名称： 基于IGA的船体结构参数化几何精确有限元法研究

项目编号： No.51409042

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 于雁云

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 船体结构有限元分析在构造近似数值解时，需要将结构简化后离散为拓扑网格。模型简化误差和几何离散误差是降低船体结构有限元法可靠性的主导因素，繁琐的前处理与不具可变性的网格是提高分析效率的主要障碍。针对上述问题，将等几何分析（IGA）与参数化技术相结合应用于船体结构设计，提出一种船体结构几何精确有限元法。采用参数化曲面精确表达船体结构，基于几何约束求解实现模型的参数驱动。以NURBS基函数为形函数描述位移场变量，根据船体结构特点建立并离散化IGA控制方程，基于等参元原理构造加筋薄壁结构的IGA壳单元与梁单元，建立并求解总体平衡方程完成数值计算。该方法基于几何精确模型完成结构数值分析，具有更高的精度。参数化模型具有良好的可变性，满足结构快速建模与修改、系列化设计及形状优化等要求。本项目研究为船体结构强度分析提供一种新方法，可有效提高数值计算精度和设计效率，并为船体结构CAD与CAE一体化奠定基础。

中文关键词： 船体结构；等几何分析(IGA)；参数化；有限元；

英文摘要： In the Finite Element Analysis (FEA) of ship structure, hull structure should be simplified and discretized into topological mesh when constructing the approximate numerical solution. The simplification error and discretization error is the dominate facto

英文关键词： ship structure；Isogeometric Analysis(IGA)；Parametric；Finite Element Method（FEM）；