一种舰船舱室分区布置及评估方法与流程

1.本发明涉及舰船总布置设计技术，尤其涉及一种舰船舱室分区布置及评估方法。


背景技术：

2.舰船概念方案设计阶段需要对全舰空间资源进行合理分配并进行总布置设计，传统设计主要基于母型船总布置图进行适应性调整和优化。但存在以下问题，一是该方法没有先进行全船空间规划，容易引起布置方案的反复；二是舰船重心无法快速实时评估，容易造成为调整重心布置方案反复；三是在概念方案阶段需开展多方案设计，需要快速形成多布置方案并完成评估，传统设计周期较长无法快速响应。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种舰船舱室分区布置及评估方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种舰船舱室分区布置及评估方法，包括以下步骤：
5.1)对舰船进行划分，获得舱室的可布置空间块，将舰船的总布置表达为若干个布置区域的空间块；
6.2)根据舰船初步型线和外板曲面设计，进行各布置区域空间块的最大容积计算，并计算各布置区域空间块的有效空间；
7.3)初始化各布置区域空间块的重心数据信息；
8.4)获取待布置舱室信息，包括舱室名称、数量、舱室容积、舱室重量、布置优先级及布置区域；
9.5)待每一批次或者部分舱室布置区域规划完成后，计算布置后剩余容积以及全船已布置舱室实时的重量重心；
10.6)总体空间评估：通过每个布置空间块的所需容积与有效容积的比值进行区域空间评估，并开展总布置调整和空间优化。
11.按上述方案，所述步骤1)中对舰船进行划分，获得舱室的可布置空间块，具体如下：
12.沿船长方向按照主横隔壁划分为若干个区，垂直方向按照甲板划分为若干个区，获得置区域的空间块。
13.按上述方案，所述步骤2)中各布置区域空间块的有效空间为各布置区域空间块的最大容积扣除通道、通风围阱、管路后计算得到的各布置区域空间块的空间。
14.按上述方案，所述步骤3)中各布置区域空间块的重心数据信息，按照空间块x方向的中心点，y方向的中心点，z方向为甲板上设定距离确定。
15.按上述方案，所述步骤4)中布置优先级按照舱室布置时的重要程度以及布置可调整自由度因素划分。
16.按上述方案，所述全船已布置舱室实时的重量重心为：
[0017][0018]
其中，xyz为全船已布置舱室重心，mi为已布置舱室i的重量；xyzi为已布置舱室i的重心，n为已布置舱室的总数。
[0019]
按上述方案，所述步骤6)中，通过每个布置空间块的所需容积与有效容积的比值进行空间评估，将该比值划分为五个等级：过小：小于80％；偏小：80％-95％；满意：95％-110％；偏大：110％-120％；过大：大于120％；据此开展总布置调整和空间优化。
[0020]
按上述方案，所述步骤6)中开展总布置调整和空间优化包括增加/减少上层建筑空间、对同一空间块类的功能相近/可合并舱室进行聚类优化。
[0021]
本发明产生的有益效果是：
[0022]
1)本方法可在水面舰船概念设计阶段进行舱室分区规划布置，全船总体空间资源进行评估；
[0023]
2)本方法可进行重量重心评估，可通过少轮迭代即可形成空间分配合理、浮态良好的总布置分区方案，实现设计早期阶段的舱室规划，可有效减少总布置迭代次数和工作量，缩短总布置设计周期。
附图说明
[0024]
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0025]
图1是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0026]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]
如图1所示，一种舰船舱室分区布置及评估方法，包括以下步骤：
[0028]
1)结构空间块构建
[0029]
将舰船的总布置表达为若干个布置区域的空间块，沿船长方向按照主横隔壁划分为若干个区，垂直方向按照甲板划分为若干个区。形成了舱室的可布置空间块。
[0030]
2)根据初步型线和外板曲面设计，进行各布置区域空间块的最大容积计算，并按照15％通道和5％通风围阱、管路等扣除后计算得到各布置区域空间块的有效空间，本实施例中示例如表1所示。
[0031]
表1布置区域空间块有效空间
[0032]
ꢀꢀ
abcdefgh01甲板1
ꢀꢀꢀꢀ
628
ꢀꢀꢀ
1甲板2
ꢀꢀ
698732710749
ꢀꢀ
2甲板34205227047507624303941623甲板444555474776579445641895
底舱512339772871297278443293
[0033]
3)空间块重心
[0034]
向各空间块赋于重心数据信息，按照空间块x方向中心点，y方向中心点，z方向甲板上一定距离计算。本实施例中示例如表2所示。
[0035]
表2布置区域空间块重心
[0036][0037]
4)舱室布置区域规划
[0038]
梳理待布置舱室信息，主要包括舱室名称、数量、舱室容积、舱室重量、布置优先级及布置区域。舱室名称、数量、舱室容积、舱室重量等可参照母型船和最新技术状态梳理。布置优先级按照舱室布置时的重要程度、布置可调整自由度等因素划分为3级(可根据情况调整)，3级为重要舱室，第一批优先布置，如机舱、驾驶室等。1级为布置区域可调整舱室，最后一批布置，如备件室等。布置区域即为对应布置的空间块，如“d2”空间块表示水密段d区域1甲板。
[0039]
5)容积评估
[0040]
完成舱室布置区域规划后，可通过运行excel宏命令(vba程序)实现批次/部分舱室布置后剩余容积(或剩余空间百分比)自动计算，辅助直观查看其他舱室可选择布置区域。同步进行舱室重量重心的计算，实时评估全船舱室的重量重心情况。
[0041]
剩余容积v
re
计算方法为：
[0042][0043]vt
为布置区域空间块有效空间，见表1；
[0044]vi
为已布置各舱室的容积；
[0045]
全船已布置舱室重心xyz计算方法为：
[0046]
[0047]
mi为已布置各舱室的重量；
[0048]
xyzi为已布置各舱室的重心(x,y,z)，见表2。
[0049]
6)总体空间评估
[0050]
通过每个布置空间块的所需容积与有效容积的比值进行空间评估。将该比值划分为五个等级：过小(小于80％)、偏小(80％-95％)、满意(95％-110％)、偏大(110％-120％)、过大(》120％)，据此开展总布置调整和空间优化，如增加/减少上层建筑空间等。
[0051]
(6)总布置详细设计
[0052]
根据多轮迭代优化后的舱室分区规划，可对同一空间块类的功能相近/可合并舱室进行聚类优化，最后根据规划结果开展基于cad的总布置详细设计。
[0053]
举例说明：
[0054]
1)构建全船布置空间块，并计算各空间块可提供的布置有效容积。如表1所示。
[0055]
2)向各空间块赋于重心数据信息，如表2所示。
[0056]
3)梳理待布置舱室信息，并按照优先级分批次开展布置区域规划工作，示例如表3所示。
[0057]
表3舱室布置区域规划
[0058][0059]
4)每一批次或者部分舱室布置区域规划完成后，实时更新，显示布置后剩余容积及区域空间评估情况以及舱室目前的重量重心。
[0060]
5)完成迭代优化后的舱室分区规划后，对同一空间块类的功能相近/可合并舱室进行聚类优化，形成最新舱室及布置空间块映射清单，据此开展总布置图详细设计。
[0061]
6)根据得到的舱室重量重心数据，结合船体结构、装置属具等其他项重量重心估算结果，估算得到全船各装载状态重量重心及重量初步分布，据此开展快速性、稳性、不沉性、适航性及结构强度等估算，完善总体技术方案。
[0062]
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。