(仅供参考)计算机辅助船舶设计重点

1.CAD 是计算机辅助船舶设计的英文缩写，船舶CAD是应用计算机及相关设备来帮助设计者实现船舶设计/船舶制造中的要素确定、计算、分析、优化、生成技术文档（图、文件等）等功能的技术和方法。船舶CAD/CAM 的实质1、是一个计算机软件系统；2、他可帮助我们进行设计与制造工作。

2.CAD 目前有两种参与方式：（1）自动化设计或计算；（2）人机交互设计。

3.tribon，NAPA，CASIS-III，都是集成设计和制造的。（大家自行展开）

4.技术、方法、手段和工具可分为：1、数学方法和工具。包括：数据整理，寻找区间、插值、积分、微分、拟合（曲线、曲面）、方程求解、图形变换、图形处理（裁剪）、统计回归、方差分析，最优化方法等；2、综合计算技巧。包括：集合运算、图形运算、三维显示、数学建模、方案评价（模糊、层次分析）、最优化技巧、正交设计、系统分解等。

5.数据整理：①目的是：不同数据格式组织的数据，经过数据整理后的数据可以有相同的数据格式，便于以后的数据加工和处理（如绘制曲线，插值等）。②规则是：按规律有序排列；剔除无效、多余、重复的数据。

6.数据搜索：①目的是：搜索数据所在位置（数组序列中排序号）也就是找到某个数据点位于数据中的何处（即位于哪个数据区间）。②类型可分为：一维搜索（仅在一个数据列中搜索）；二维搜索（在二个数据列中搜索）；多维搜索（在多个数据列中搜索，用的较少）。

7.排序：根据需要（自变量、因变量）按规律有序排列（升序、降序）。排序方法通常有：检索法、冒泡法。

8.首尾点增加原则是：首点增加后便不会产生超出下界情况，尾点增加后便不会产生超出上界情况。

9.冒泡法的基本原理是（假设从小到大），从头到尾反复两两比较：若前个数大于后个数，则交换前后位置；再从头到尾反复两两比较，直到无交换发生，排序完毕。每一轮两两比较的结果是相对最大的交换到末尾，类似于气泡不断上升，故曰“冒泡法”。

10. ①插值：根据某变量从函数关系中插出对应的其它变量值。②插值分类：内插（插值产生在数据上下界内）；外插（插值产生在数据上下界外）。

11.插值方法：直线插值，3点二次插值

。

12.三次样条函数：①定义（点点通过、二阶连续可导、三次多项式）。②求解：连续性方程组共有 n-1 个线性方程，但有 n+1个未知数，必须再附加两个方程才能唯一定解，这两个方程可根据具体问题要求通过曲线两端约束条件给出，也称为边界条件。③特点：1）只适用于“小挠度”情况，大挠度时精度显著变差；2）离散点的局部变化将引起整个样条函数的变化，即“牵一发动全身”；3）建立的样条函数与离散点数据顺序方向有关，即分别按“顺时针”和“逆时针”顺序建立的样条函数不同；4）建立的样条函数与坐标系有关，即适当的选择坐标系有可能使样条函数更光顺。

13.Bezier、B样条、Nurbs曲线的实质：用控制多边形来拟合曲线的形状，使用不同的权重控制函数来调节控制多边形对曲线的影响。B样条曲线的应用技巧：控制点重合、共线

14.Nurbs曲线的几个重要特性：局部性、变差减少性、强的凸包性

15.计算机求解方程的方法（迭代法）

16.计算机求解积分和微分的步骤5步：离散化、给出各离散点的自变量、算出各离散点的函数值、用近似积（差）分公式求积（差）分、将近似积（差）分结果代替积（微）分，估算误差。

17.图集基本运算：和、差、交

18.最优化设计的概念：将所有的可行方案(解)进行比较，其中最佳者被采纳。

19.优化设计的三要素：设计变量、约束条件、目标函数

20.变量：影响系统状态但可由决策者控制的量值。参数：影响系统状态但不能由决策者控制的量值。

21.目标函数性质：局部极值和总极值、极大值和极小值的转换、目标函数等值线(或称等高线）。

22.约束函数：代表变量必须满足的对系统的限制，或者是一种物理的或经济的规律。

23.非劣解的东北规则：当所有目标被极大化时，如在东北方即在图中阴影线画出的面积中不存在可行解，则有可行解是非劣的。将东北方规则应用于图中可行域的其余部分，可导出结论：不在可行域东北方边界的任何点是劣解。

24.减少目标函数的方法（转约束，合并）

25.多目标合并单目标的几种方法：多目标规划的加权和、积法，目的规划法，费用-效益分析法，目标分层法。

26.一维搜索的基本思路是：逐步缩小搜索的区间,直至最小点存在的范围达到允许的误差范围为止。设有一线段为L，将它分割为两部分，长的一段为x ，短的一段为L-x 。如果分割的比例满足：x/L=(L-x)/x=s（1），则这种分割称为黄金分割。

27.二维搜索：步长加速法（如何克服局部最值）、最速下降（或上升）法、最佳最速下降（或上升）法

28.罚函数法分3种形式：1)罚函数外点法；2)罚函数内点法；3)罚函数混合法。

29.对应的形式分别为：；

；

。

30.几何造型的方法通常有：1、线框造型；2、面造型（或称表面造型）；3、实体造型。

31.船体曲面的数学表示方式：（孔斯曲面，双三次B样条曲面，非均匀有理B样条Nurbs 曲面）

32.孔斯曲面：Q(u,w)=[U][M][B][M]T[W]T。矩阵B的含义：阵可认为是一个边界条件矩阵式或称角点信息矩阵。它仅包含角点、角点切向量及角点扭向量的数据。

33.

34.B样条曲面：Q(u,w)=[U][V][P][V]T[W]T。矩阵P的特性（控制点）

35.船型生成（纵向函数法）：用数学方法表达各横剖线，同时将生成各横剖线的参数用一些连续函数表示，从而构成了船体曲面，通常称为纵向函数法。

36.步骤：①给出一个横剖线函数表达式：将因次坐标系统化为无因次坐标系统，根据曲线

的一般形式选择能够表达这一系列的函数，对首位复杂的横剖线可以重新选取横剖线函数；

②用若干个形状参数求解横剖线函数的系数：形状参数的选取与选取的个数；③用连续函数（纵向）来表示形状参数：确定横剖线的形状，需要有四个沿船长方向变化的纵向函数（设计水线半宽，中纵剖面轮廓线（由首尾轮廓线和龙骨线组成），龙骨半宽，横剖面面积曲线）。

37.母型船改造：在传统的船舶设计中,常选取与新设计船主要要素、用途功能相近的优秀实船作为母型船，通过适当变换，得到符合设计船所要求的新船型，这种方法称为母型船改造法。①主尺度改造，常采用线性变换方法；②横剖面面积曲线变换，方法：一减棱形系数法（1-Cp）、勒根贝尔法。