Parametric design of a marine propeller using T-splines

Αραπακόπουλος, Ανδρέας; Arapakopoulos, Andreas

dc.contributor.author	Αραπακόπουλος, Ανδρέας	el
dc.contributor.author	Arapakopoulos, Andreas	en
dc.date.accessioned	2019-07-05T08:26:03Z
dc.date.available	2019-07-05T08:26:03Z
dc.date.issued	2019-07-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48979
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16446
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Παραμετρική μοντελοποίηση	el
dc.subject	Αναπαράσταση ναυτικών ελίκων	el
dc.subject	T-splines	el
dc.subject	Grasshopper	el
dc.subject	Parametric modeling	en
dc.subject	Marine Propeller Representation	en
dc.subject	T-splines	en
dc.subject	Grasshopper	en
dc.subject	CAD-CAM	en
dc.title	Parametric design of a marine propeller using T-splines	en
dc.title	Παραμετρική σχεδίαση έλικας με χρήση T-splines	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ναυπηγική Τεχνολογία	el
heal.classification	Naval technology	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-03-22
heal.abstract	Αυτή η διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός παραμετρικού μοντέλου, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή γεωμετρικών μοντέλων ναυτικών έλικων, που αναπαριστώνται από μία ενιαία υδατοστεγή Τ-spline επιφάνεια. Η διαδικασία σχεδιασμού του πλαισίου της γεωμετρίας και οι αλγόριθμοι που παρουσιάζονται προγραμματίστηκαν κάνοντας χρήση της γλώσσας C # μέσα στο Grasshopper, το οποίο αποτελεί ένα εργαλείο παραμετρικής μοντελοποίησης και οπτικού προγραμματισμού του Rhinoceros 3D. Μία από τις κύριες λειτουργίες αυτού του παραμετρικού μοντέλου έγκειται στην ικανότητά του να παράγει αυτόματα και γρήγορα έγκυρες γεωμετρικές αναπαραστάσεις προπελών (πτερύγια και πλήμνη) με βάση ένα μικρό σύνολο σημαντικών παραμέτρων, που έχουν γεωμετρική και φυσική υπόσταση. Αυτή η λειτουργικότητα αποτελεί βασική προϋπόθεση όταν αντιμετωπίζουμε το πρόβλημα της βελτιστοποίησης του σχεδιασμού της επιφάνειας διαφόρων σχημάτων, όπως τα πτερύγια ναυτικών έλικων και ανεμογεννητριών, που έχουν πολύπλοκη γεωμετρία και η απόδοση τους επηρεάζεται αισθητά από τη γεωμετρία αυτή. Επιπροσθέτως, χρησιμοποιώντας T-splines, ο μοντελοποιητής δημιουργεί ομαλά και κατάλληλα για ανάλυση μοντέλα, τα οποία είναι σε θέση να εξαλείψουν την χρονοβόρα, απαιτητική και δαπανηρή διαδικασία της μετατροπής ενός CAD μοντέλου σε ένα κατάλληλο Computer Aided Engineering (CAE). Συνήθως η διαδικασία αυτή αποτελείται από μία προσεγγιστική παραγωγή πλέγματος του προαναφερθέντος μοντέλου. Αυτός ο στόχος μπορεί να επιτευχθεί μέσω της ισογεωμετρικής ανάλυσης (IGA), η οποία παρέχει μια άμεση και στενή σχέση μεταξύ CAD και CAE. Η τελική απαίτηση, που τίθεται σε αυτή τη διπλωματική εργασία, είναι η ικανότητα του εξής παραμετρικού μοντέλου να αναπαράγει και να αναπαριστά με ακρίβεια υφιστάμενα μοντέλα ελίκων. Για αυτό το λόγο, μια προσέγγιση της Wageningen Σειράς Β έχει επιτευχθεί μέσω αυτού του παραμετρικού μοντέλου. Επιπρόσθετα στην παραπάνω προσέγγιση, ένα τρισδιάστατο μοντέλο έλικας σχεδιασμένο στον OpenProp συγκρίνεται λεπτομερώς σε σχέση με τις απαιτήσεις του T-spline παραμετρικού μοντέλου, προκειμένου να επιτευχθούν στόχοι συγκριτικής αξιολόγησης.	el
heal.abstract	This diploma thesis is focused on the development of a parametric model used in the generation of marine propeller geometrical model instances represented by one single watertight T-spline surface. The designing process of the wireframe geometry and the presented algorithms have been implemented in C# inside Grasshopper, a parametric modeling and visual programming plug-in tool of Rhinoceros 3D. One of the main functions of this parametric modeler lies in its ability to automatically and quickly produce valid geometric representations of marine propellers (blades and hub) based on a small set of geometrically and physically meaningful parameters. This functionality is a major prerequisite, when dealing with the problem of design/shape optimization of functional surfaces, such as marine propeller & wind turbine blades, that possess complex geometry and geometrically-sensitive performance. Further to this, by using T-splines, the modeler generates smooth, analysis-suitable instances, which will eliminate the time-consuming, labor-intensive and costly overhead of transforming a Computer Aided Design (CAD) model into an appropriate Computer Aided Engineering (CAE) model, commonly through an approximate mesh-model generation. This aim can be achieved by appealing to IsoGeometric Analysis (IGA), which provides a direct and tight link between CAD and CAE. The final requirement posed on this diploma thesis, is the capacity of the provided parametric model in accurately reconstructing and representing existing propeller models. Therefore, an approximation of Wageningen B-series has been accomplished through the aforementioned parametric model. Additionally to the above approximation, a prototype marine propeller 3D model is obtained from OpenProp and is compared in detail with respect to the T-spline parametric model requirements, in order to achieve benchmarking purposes.	en
heal.advisorName	Γκίνης, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Ζαραφωνίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Πολίτης, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Γκίνης, Αλέξανδρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλάσσιων Μεταφορών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.
heal.fullTextAvailability	true