We herein propose a new design procedure of a flexible container ship model where the vertical bending and torsional vibration modes are similar to its prototype. To achieve similarity in torsional vibration mode shapes, the height of the shear center of the model must be located below the bottom hull, similar to an actual container ship with large opening decks. Therefore, we designed a ship model by imparting appropriate stiffness to the hull, using urethane foam without a backbone. We built a container ship model according to this design strategy and validated its dynamic elastic properties using a decay test. We measured wave-induced structural vibrations and present the results of tank experiments in regular and freak waves.
In this study, a pseudo ship structure data model for the :.hip cargo hold structure based on STEP is proposed. The proposed data model is based on Application Reference Model of AP218 Ship Structure which is the model that specifies conceptual structures and constraints used to describe the information requirements of an application. And the proposeddata model refers the Ship Common Model framework for the model architecture which is the basis for ongoing ship AP development within the ISO ship-building group and the ship product definition information model of CSDP research project for analyzing the relationship between ship structure model entities. The proposed data model includes Space, Compartment. Ship Structural System, Structural Part and Structural Feature of cargo hold. To generate this data model schema in EXPRESS format, ‘GX-Converter’was used which enables user to edit a model in EXPRESS format and convert schema file in EXPRESS format. Using this model schema, STEP physical file containing design data for ship cargo hold data structure was generated through SDAI programming. The another STEP physical file was also generated containing geometry data of ship cargo hold which was extracted and calculated by SDAI and external surface/surface intersection program. The geometry information of ship cargo hold can be then transferred to commercial CAD system, for example, Pro/Engineer. Examples of the modification of the design information are also Presented.
기존의 CAD/CAM 시스템들은 대부분이 완성된 제품의 최종 상태만을 표현하기 위한 수단으로 사용되고 있다. 하지만 선박과 같이 규모가 큰 제품을 생산하기까지는 설계 및 생산 과정에서 많은 시간과 노력이 요구되며, 수많은 정보가 생성되고 교환되어야 한다. 그러므로 이와 같은 문제점들을 극복하기 위하여 제품의 최종 상태뿐 만 아니라 설계 및 생산 과정에서 사용되는 정보를 표현할 수 있는 모델이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 그러한 정보의 중심이 될 수 있고, 선박의 초기설계 과정에서 생성되는 구조설계 정보를 바탕으로 선체를 구성하는 부재들의 3차원 형상정보와 위상정보를 포함하는 선체모델을 구축하고, 판골(板骨)구조인 선박에 대해 판부재뿐 아니라 종늑골(logitudinal)과 방요재(stiffener)까지 고려하였으며, 선체모델을 통한 한가지 응용 예로써, 선체모델로부터 구조해석모델을 자동 생성하는 방법에 대한 연구를 수행하였다.
STEP AP218 has a standard schema to represent the structural model of a midship section. While it helps to exchange ship structural models among heterogeneous automation systems, most shipyards and classification societies still exchange information using 2D paper drawings. We propose a feature parameter input method to generate a 3D STEP model of a ship structure from 2D drawings. We have analyzed the ship structure information contained in 2D drawings and have defined a data model to express the contents of the drawing. We also developed a QUI for the feature parameter input. To translate 2D information extracted from the drawing into a STEP AP2l8 model, we have developed a shape generation library, and generated the 3D ship model through this library. The generated 3D STEP model of a ship structure can be used to exchange information between design departments in a shipyard as well as between classification societies and shipyards.
CSDP(Computerized Ship Design and Production) 연구사업에서는 선체설계업무를 지원하는 "선체CAD시스템"개발을 수행하였다. 본 시스템 개발을 위해서 시스템 요구분석을 수행하여 현재의 선체설계에 관련된 설계업무의 내용과 흐름을 분석하였다. 이러한 요구분석 결과를 토대로 선체CAD 시스템을 이용할 때 설계단계마다 요구되는 설계 정보를 생성하기 위한 전산화된 선체 모델을 정의하였다. 선체모델의 표현과 구현을 하기 위해서는, 형상정보 뿐만 아닌 설계개념까지도 표현할 수 있는 제품모델의 구현을 위해서 객체지향기법을 적용하므로써 실제의 선체설계업무를 전산화된 선체모델에 반영할 수 있는 모델의 자료구조와 컴퓨터 내에서의 처리기법을 제시하였다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제7권1호
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pp.142-156
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2015
A new method for ship Inner Shell optimization, which is called Parametric Inner Shell Optimization Method (PISOM), is presented in this paper in order to improve both hull performance and design efficiency of transport ship. The foundation of PISOM is the parametric Inner Shell Plate (ISP) model, which is a fully-associative model driven by dimensions. A method to create parametric ISP model is proposed, including geometric primitives, geometric constraints, geometric constraint solving etc. The standard optimization procedure of ship ISP optimization based on parametric ISP model is put forward, and an efficient optimization approach for typical transport ship is developed based on this procedure. This approach takes the section area of ISP and the other dominant parameters as variables, while all the design requirements such as propeller immersion, fore bottom wave slap, bridge visibility, longitudinal strength etc, are made constraints. The optimization objective is maximum volume of cargo oil tanker/cargo hold, and the genetic algorithm is used to solve this optimization model. This method is applied to the optimization of a product oil tanker and a bulk carrier, and it is proved to be effective, highly efficient, and engineering practical.
In the initial ship design stage of shipyards, the hull form design, the basic design (compartment modeling and ship calculation), and the hull structural design are being performed by different systems. Thus, the problem on interfaces between these systems occurs. To solve this, we developed the hull form design system 'EzHULL' and the compartment modeling and ship calculation system 'EzCOM-PART' for developing finally an integrated ship design system. And, in this study, we present an object-oriented hull structural design .system 'EzSTRUCT', which is developed recently. A structural design in an initial design stage can be frequently changed, because the design is not firmly determined yet. Therefore, designers perform the simplified structural modeling with bigger structural parts (or objects) such as deck, longitudinal bulkhead, etc. in the initial design stage, and the detailed structural modeling with smaller structural parts such as plate, seam, slot, etc. in the detailed design stage. However, the existing hull structural CAD system used in a shipyard is not efficient in generating a 3D CAD model in the initial design stage, because it has difficulty in handling frequent changes in design. Therefore, designers initially draw 2D drawings in the initial design stage, and generate the 3D CAD model from these 2D drawings in the detailed design and production design stages. In this study, the hull structural design system, which can efficiently generate a 3D CAD model through rapid modeling at an initial design stage, was developed in this study To evaluate the applicability of the developed system, we applied it to hull structural modeling of various ships such as a VLCC, a bulk carrier, etc. As a result, it could efficiently generate a 3D CAD model of a hull structure.
The docking analysis of a global ship structure is requested to evaluate its structural safety against the reaction forces at supports during docking works inside a dry dock. That problem becomes more important recently as the size of ships is getting larger and larger. The docking supports are appropriately arranged in a dock to avoid their excessive reaction forces which primarily cause the structural damages in docking a ship and, up to now, the structural safety has been assessed against the support arrangement by the finite element analysis (FEA) of a global ship structure. However, it is complicated to establish the finite element model of the ship in the current structural design environment of a shipyard and it takes over a month to finish the work. This paper investigates a simple and fast approach to carry out a ship docking analysis by a simplified grillage model and to assign the docking supports position on the model. The grillage analysis was considered from the motivation that only the reaction forces at supports are sufficient to assess their arrangement. Since the simplified grillage model of the ship cannot guarantee its accuracy quantitatively, modeling strategies are proposed to improve the accuracy. In this paper, comparisons between the proposed approach and three-dimensional FEA for typical types of ships show that the results from the present grillage model have reasonably good agreement with the FEA model. Finally, an integrated program developed for docking supports planning and its evaluation by the proposed approach is briefly described.
In the global ship structure and vibration analysis, the FE(finite element) analysis model is required in the early design stage before the 3D CAD model is defined. And the analysis model generation process is a time-consuming job and takes much more time than the engineering work itself. In particular, ship structure has too many associated structural members such as stringers, stiffness and girders etc. These structural members should be satisfied as the constraints in analysis modeling. Therefore it is necessary to support generation of analysis model with satisfying these constraints as an automatic manner. For the effective support of the global ship analysis modeling, a method to generate analysis model using initial design information within ship design process, that hull form offset data and compartment data, is developed. In order to easily handle initial design information and FE model information, flexible data structure is proposed. An automatic quadrilateral mesh generation algorithm using initial design information to satisfy the constraints imposed on the ship structure is also proposed. The proposed data structure and mesh generation algorithm are applied for the various type of vessels for the usability test. Through this test, we have verified the stability and usefulness of this system including mesh generation algorithm.
Structural modifications of a ship may cause a fatal accident such as sinking and wrecking of ship. Especially, barge ship can be easily reconstructed to load more bulk cargo. In this study, for a real accident case, change of mooring force due to structural modification was analyzed to evaluate accident risk. A two dimensional dynamic model for the barge ship was constructed to compute mooring forces with related to floating motion. The equation of motion was established in Matlab code and buoyancy was calculated by using direct integration of submerged volume. The results showed that wind force, current force, and mooring force after rebuilding was approximately 4.3 kN, 14 kN, 1,561 kN respectively. The maximum force of mooring force according to the length of mooring cable were 1,614 kN at 30 m of mooring cable. Thus, an arbitrary modification of ship lead instability and unreliable result so that illegal rebuilding of ship should be avoided.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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