Παραμετρική σχεδίαση πτερυγίων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται ο παραμετρικός σχεδιασμός πτερυγίων με εφαρμογές στα πηδάλια πλοίου, με χρήση υδροτομών τύπου NACA τεσσάρων ψηφίων καθώς και υδροτομών τύπου fishtail. Συγκεκριμένα, έχουν δημιουργηθεί συνολικά τρία παραμετρικά μοντέλα υδροτομών, ένα για κάθε περίπτωση από τις παραπάνω καθώς και μια πιο απλοποιημένη εκδοχή της υδροτομής των τεσσάρων ψηφίων που αφορά τις συμμετρικές υδροτομές. Σκοπός των παραμετρικών μοντέλων είναι η όσο το δυνατόν πιο ακριβής αναπαράσταση των υδροτομών με λιγότερα σημεία ελέγχου. Για τις υδροτομές NACA, η προσπάθεια επαληθεύεται μέσα από τη σύγκριση των μαθηματικών εξισώσεων που αναπαριστούν την γεωμετρία των υδροτομών και των παραμετρικών μοντέλων. Σε συνέχεια τα παραμετρικά μοντέλα των υδροτομών εφαρμόζονται για τη σχεδίαση πηδαλίων. Οι παράμετροι που έχουν χρησιμοποιηθεί ελέγχουν τα χαρακτηριστικά των διαφορετικών τύπων πηδαλίων. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται παραμετρικά μοντέλα πηδαλίων τύπου spade, μερικώς ζυγοσταθμισμένων, fishtail, για ιστιοπλοϊκά σκάφη και twisted με και χωρίς βολβό. Τέλος, τα παραμετρικά μοντέλα συγκρίνονται με ήδη υπάρχοντα σχέδια πηδαλίων για τον κάθε τύπο προκειμένου να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας. Οι καμπύλες που έχουν σχεδιαστεί είναι τύπου NURBS ενώ για το απλοποιημένο παραμετρικό μοντέλο της συμμετρικής υδροτομής έχουν χρησιμοποιηθεί οι καμπύλες Bezier. Όλη η διαδικασία της παραμετρικής σχεδίασης έχει πραγματοποιηθεί με την οπτική γλώσσα προγραμματισμού του λογισμικού Grasshopper® , το οποίο αποτελεί μέρος του λογισμικού σχεδίασης Rhinoceros®.