Volumetrische Berechnungen

Volumetrische Berechnungen 9. Februar 2001
• Face: Eine unbegrenzte Ebene, angegeben durch Aufpunkt und Normalenvektor.
• Compartments: Die für alle Berechnungen zur Verfügung stehende Sicht eines schiffbaulichen
Raumes. Auf Compartment-Ebene sind alle Eigenschaften und Funktionalitäten des Raumes definiert,
z.B. Inhaltsart, Flutbarkeit, Leckflutbarkeit. Abgeleitete Eigenschaften wie z.B. Geometrie
oder Volumen kennt ein Compartment nicht, da sie erst zur Laufzeit ermittelt werden, wenn auf
das Compartment zugegriffen wird. Es ist aber festgelegt, wie diese Größen ermittelt werden. Das
Compartment besteht aus einer boolschen Superposition von Teilräumen, sogenannten Spaces.
Jedes Compartment weiß, aus welchen Spaces es besteht und kann darauf zugreifen.
• Spaces: Ein Teilraum, der positiv oder negativ zu einem Compartment zählt. Ein Space entsteht
durch sukzessives Verschneiden einer Ebenenschar mit Berechnungsspanten aus einem oder
mehreren spezifizierten Hull Domains. Ein Space kennt neben seiner Flutbarkeit (+1 oder −1)
die ihn erzeugende Ebenenschar, deren Abschnittsrichtung sowie die für die Abschnittsbildung
zugrundeliegenden Hull Domains. Die Algorithmen für die Abschnittsbildung sind innerhalb von
E4 fest vorgegeben.
• Berechnungsspant: Alle Modelle für volumetrische Berechnungen basieren auf Berechnungsspanten.
Die Repräsentation von Hull Domains sowie von Spaces erfolgt auf der Basis von Berechnungsspanten.
Berechnungsspanten werden aus den Hull Domains unter Verwendung des
E4-internen Interpolationsrituales erzeugt. Die Approximation und Anordung der Berechnungsspanten
richtet sich an der Grundforderung aller numerischer Methoden (zu denen auch schiffbauliche
Formberechnungen gehören) aus, daß nämlich der Berechnungsfehler mit zunehmender
Modellqualität abnehmen muß. Die Anordung von Berechnungsspanten erfolgt daher nach einer
festen Anweisung, die vom Anwender im Prinzip nicht beeinflußbar ist:
– An allen x-Stellen, wo die Formbeschreibung der Hull Domains durch einen Spant dargestellt
wird, wird auch ein Berechnungsspant generiert. Dadurch ist sichergestellt, daß die
Hull Domains optimal repräsentiert werden.
– An allen x-Stellen, wo in der Raumbeschreibung Aufpunkte von Faces stehen, wird ein Berechnungsspant
generiert. Dadurch wird sichergestellt, daß für die zur Generierung der Spaces
notwendige Abschnittsbildung genügend Information generiert wird.
– Dadurch entsteht ein Grundraster von Berechnungsspanten, das der Anwender nicht beeinflussen
kann. Die Genauigkeit der Approximation wird durch den Anwender dadurch gesteuert,
daß er angeben kann, wieviele Berechnungsspanten zusätzlich in jedem x-Intervall des
Rasters generiert werden sollen. Dabei wird jedes Intervall äquidistant geteilt.
– Zusätzlich kann eine Verfeinerung in Spantrichtung angegeben werden: Normalerweise wird
an jedem Netzpunkt der Formbeschreibung der Hull Domains ein Punkt des Berechnungsspantes
erzeugt. Die so entstehenden Intervalle können durch den Anwender analog zur
Vorgehensweise in x-Richtung verfeinert werden.
– Dadurch ist sichergestellt, daß die Grundlage des Rechenmodells automatisierbar mit kontrollierter
und leicht durch Angabe von zwei Kenngrößen beeinflußbarer Genauigkeit erzeugt
werden kann.
Unter Berücksichtigung der hierarchischen Beziehungen verläuft die automatische Rechenmodellgenerierung
folgendermaßen ab:
• Die Positionen der Formspanten, der Schotte sowie die Eingaben des Anwenders legen ein Berechnungsspantraster
fest.
• Aus allen in der Formbeschreibung vorhandenen Spanten werden unter Berücksichtigung der Anwendereingabe
für die spantweise Verdichtung Berechnungsspanten erzeugt.
• Die Berechnungsspanten werden mit allen relevanten definierten Decks verschnitten.
Stefan Krueger (TKB)
$E4TEXT/veroeffentl/vorlesung/hydrost/hydrost.tex
kruegers@fsg-ship.de
4/7