Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

Εισαγωγή στα συστήματα CASD. Μελέτη, σχεδίαση, κατασκευή και ανάλυση με τη χρήση Η/Υ. Εισαγωγή στις εφαρμογές πληροφορικής στη Ναυπηγική. Παραγωγή ναυπηγικών σχεδίων με τη βοήθεια υπολογιστή. Στοιχεία γεωμετρικής μοντελοποίησης με τη βοήθεια υπολογιστή. Γεωμετρική μετασχηματισμοί. Παραμετρική αναπαράσταση καμπυλών και επιφανειών. Στοιχεία διαφορικής γεωμετρίας. Καμπύλες και επιφάνειες Bézier, B-Spline, NURBS. Παρεμβολή και προσαρμογή καμπυλών. Παρεμβολή επιφανειών. Μέθοδοι εξομάλυνσης διδιάστατων καμπυλών (π.χ., νομείς, ίσαλοι) υπό σχεδιαστικές συνθήκες. Μέθοδοι εξομάλυνσης τρισδιάστατων καμπυλών και επιφανειών. Παραμετρική σχεδίαση γάστρας με τη βοήθεια υπολογιστή. 

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Σχεδίαση και εξομάλυνση γραμμών διαφόρων τύπων πλοίων. Εκπαίδευση στη τρισδιάστατη σχεδίαση της επιφάνειας της γάστρας πλοίου με ειδικευμένα πακέτα λογισμικού όπως Rhino3D, Grasshopper, κλπ.

Μαθησιακοί στόχοι

Σκοπός του μαθήματος είναι να κατανοήσουν οι φοιτητές τις σύγχρονες τεχνολογίες σχεδίασης και μοντελοποίησης με χρήση υπολογιστή (Computer Aided Design – CAD), και την εφαρμογή τους στο σχεδιασμό του πλοίου (Computer Aided Ship Design – CASD) και γενικότερα των ναυπηγικών κατασκευών. Οι τεχνολογίες σχεδίασης βασίζονται σε γεωμετρικά μοντέλα για την αναπαράσταση της μορφής καμπυλών και επιφανειών. Επιδιώκεται η εμπέδωση από τους φοιτητές των μοντέλων αυτών και των αντίστοιχων σχετικών διαδικασιών κατασκευής/επεξεργασίας τους, ώστε να είναι σε θέση να κατανοήσουν τον τρόπο λειτουργίας οποιουδήποτε συστήματος CAD/CASD και τον τρόπο χρήση τους για την αναπαράσταση της γεωμετρίας του πλοίου.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

1. Περιγράφει τις γεωμετρικές ιδιότητες καμπυλών και επιφανειών τύπου splines (Bezier, B-Splines, NURBS)
2. Υπολογίζει σημεία, παραγώγους και καμπυλότητες.
3. Να παρεμβάλει καμπύλες και επιφάνειες τύπου splines σε δεδομένα σημεία και καμπύλες για την κατασκευή μερών πλοίου και πλωτών κατασκευών
4. Να αναλύει την ομαλότητα καμπυλών και επιφανειών με τη βοήθεια διαγραμμάτων καμπυλοτήτων και να επιβάλει τις κατάλληλες διορθώσεις για την εξομάλυνσή τους
5. Να σχεδιάζει τρισδιάστατα μοντέλα πλοίων και πλωτών κατασκευών
6. Να προετοιμάζει φωτορεαλιστικές απεικονίσεις τρισδιάστατων μοντέλων

Διδάσκοντες

Θεόδωρος Γεροστάθης, Αναπ. Καθηγητής (Θεωρητικό μέρος)

Μάριος Μαστρόκαλος, Α.Υ. (Εργαστηριακό μέρος)

Βάσω Καπνοπούλου, Α.Υ. (Εργαστηριακό μέρος)

Μέθοδοι αξιολόγησης

Αξιολόγηση θεωρητικού μέρους

Γραπτή τελική εξέταση (60%) που περιλαμβάνει :

• ερωτήσεις θεωρητικού περιεχομένου
• επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων

Αξιολόγηση εργαστηριακού μέρους

• Ατομική εξαμηνιαία εργασία τρισδιάστατης σχεδίασης γάστρας, ενδιαιτήσεων, εσωτερικού πλοίου ή γενικότερα κάποιας ναυπηγικής κατασκευής με χρήση Η/Υ (25%)
• Τελική εξέταση του εργαστηριακού μέρους η οποία περιλαμβάνει τρισδιάστατη σχεδίαση σε εξειδικευμένο σχεδιαστικό πρόγραμμα με Η/Υ (15%)

Βιβλιογραφία

Βιβλία

Κώστας, Κ., 2014, 3D Σχεδίαση και υπολογισμοί με το Rhino3D, Εκδόσεις Da Vinci.

Μπιλάλης Ν., Μαραβελάκης Ε., 2014, Συστήματα CAD/CAM και τρισδιάστατη μοντελοποίηση, 2^η έκδοση, Εκδόσεις Κριτική, ΙSBN: 978-960-218-953-5

Farin, G. E. (2002). Curves and surfaces for CAGD: A practical guide (5th ed). Morgan Kaufmann.

Farin, G. E., Hoschek, J., & Kim, M.-S. (2002). Handbook of computer aided geometric design. Elsevier.

Επιστημονικά περιοδικά

Computer-Aided Design, ISSN: 0010-4485

Computer Aided Geometric Design, ISSN: 0167-8396

Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, ISSN: 0045-7825

Computer-Aided Design and Applications, ISSN: 1686-4360

Περισσότερα

Εβδομαδιαίο πρόγραμμα εργαστηριακών μαθημάτων/ασκήσεων

1η εβδομάδα: Εισαγωγή στο λογισμικό γεωμετρικής σχεδίασης Rhino. Επιτόπου άσκηση στη χρήση των βασικών εντολών.

2η εβδομάδα: Οργάνωση σχεδίου σε επίπεδα (layers). Εισαγωγή αδιάστατων δεδομένων γάστρας πατρικού πλοίου. Παραγωγή σημείων της προς σχεδίαση γάστρας με μη-ομοιόμορφη αλλαγή κλίμακας (non-uniform scaling).

3η εβδομάδα: Σχεδιασμός καμπυλών NURBS: (α) με την εισαγωγή πολυγώνου ελέγχου και σχετικών παραμέτρων, (β) με την παρεμβολή σημείων. Καθορισμός των συνοριακών συνθηκών στα άκρα της καμπύλης. Χρήση εργαλείων ανάλυσης για τον έλεγχο της καμπυλότητας.

4η εβδομάδα: Ανακοίνωση της εκφώνησης της εξαμηνιαίας εργασίας. Εισαγωγή των δεδομένων, διαστατοποίηση. Σχεδίαση με παρεμβολή σημείων των ακόλουθων βασικών καμπυλών: (α) Profile, (β) Flat of Side (FOS), (γ) Flat of Bottom (FOB), (δ) Transom. Εξομάλυνση.

5η εβδομάδα: Σχεδίαση των νομέων του πλοίου με παρεμβολή των απαραίτητων σημείων, λαμβάνοντάς υπόψιν την συναρμογή με τις βασικές καμπύλες. Εξομάλυνση.

6η εβδομάδα: Εισαγωγή στη σχεδίαση επιφανειών. Σχεδίαση των επίπεδων επιφανειακών τμημάτων του πλοίου: (α) Flat of Side (FOS), (β) Flat of Bottom (FOB), (γ) Transom.

7η εβδομάδα: Σχεδίαση επιφανειών στο παράλληλο τμήμα του πλοίου. Σχεδίαση ισάλων από τους υπάρχοντες νομείς για την προετοιμασία παραγωγής επιφανειών σε πλώρη/πρύμνη.

8η εβδομάδα: Σχεδίαση επιφανειών πλώρης. Δημιουργία πλέγματος καμπυλών κατά περίπτωση. Εξασφάλιση συνέχειας εφαπτόμενου επιπέδου στην περιοχή του βολβού. 

9η εβδομάδα: Σχεδίαση επιφανειών πρύμνης. Εφαρμογή ειδικών τεχνικών στην περιοχή έντονης αλλαγής γεωμετρίας της χοάνης. Ισοπαραμετρικές καμπύλες. 

10η εβδομάδα: Ολοκλήρωση της επιφάνειας της γάστρας του πλοίου. Προβολή καμπυλοτήτων επιφάνειας. Έλεγχος ομαλότητας. Επίλυση προβλημάτων ασυνέχειας.

11η εβδομάδα: Κατοπτρισμός γάστρας. Υπολογισμός υδροστατικών μεγεθών. Επίδειξη φωτορεαλιστικών μοντέλων.

12η εβδομάδα: Διαμερισματοποίηση πλοίου. Χωρισμός σε χώρος φορτίο, στόμια κυτών. Σχεδίαση δεξαμενών διπυθμένων, οριοθέτηση μηχανοστασίου, πρωραίας και πρυμναίας δεξαμενής έρματος.

13η εβδομάδα: Επιτόπου εξέταση εργαστηριακού μέρους με χρήση του λογισμικό σχεδίασης Rhino.