Orca3D

Zásuvný modul Orca3D pro komplexní návrh a analýzu plavidel

Orca3D výrazně zjednodušuje konstrukci plavidel díky sadě modulů, které běží plně v prostředí Rhina. Tvořte koncepty, modelujte a analyzujte bez nutnosti exportu souborů do jiných aplikací a bez učení se novému programu. Orca3D se skládá ze čtyř modulů:

Intact stability

Počítejte hydrostatiku stiskem jediného tlačítka, analyzujte statickou stabilitu svého návrhu a ponořte svůj návrh dle specifikovaného výtlaku a těžiště. Trasujte body zaplavení při náklonu plavidla.

Speed/Power Analysis

Predikujte odpor a rychlost navrženého plavidla pomocí Savitského analýzy pro plánování trupů a Holtropovy analýzy pro výtlaková plavidla.

Hull Design & Fairing

Zahajte svůj návrh zadáním parametrů v okně Hull Assistant a sledujte změnu tvarových a hydrostatických vlastností v reálném čase. Vyhlazujte tvar trupu pomocí nástrojů jako zobrazení řezů v reálném čase (podílné, příčné i horizontální řezy).

Weight/Cost Tracking

Objektům ve modelu můžete přiřadit hmotnostní a nákladové parametry. Během editace modelu se automaticky aktualizuje celková hmotnost, těžiště a mzdové a materiálové náklady.

Následuje podrobný popis jednotlivých modulů systému Orca3D:

1. modul Intact stability (hydrostatika a statická stabilita)

V procesu návrhu trupu jde více než jen o estetiku; trup musí splňovat množství jiných podmínek, včetně celkových rozměrů, výtlaku, těžiště výtlaku a stability. Proto je nutné, aby byl proces návrhu trupu a analýzy hydrostatiky a stability těsně provázán. V zásuvném modulu Orca3D je model pro všechny tyto úlohy jeden a ten samý; trup je navržený pomocí jedné nebo více NURBS ploch a ty samé plochy se použijí pro výpočet hydrostatiky a stability. Vlastně jsou provázané tak těsně, že hydrostatika se aktualizuje v reálném čase při modifikaci tvaru trupu.

Jaké výpočty jsou prováděny?

Orca3D počítá statickou stabilitu v jedné nebo více vodoryskách nebo ve vícenásobných kombinacích výtlaku a těžiště. Navíc může být za každé z těchto podmínek vypočtena křivka ramene vratného momentu. Mezi počítané hodnoty tedy patří:

• Celkové rozměry a rozměry na hladině
• Integrované hodnoty: objem, výtlak, centrum vztlaku, smáčený povrch
• Vlastnosti na hladině: plocha vodorysky, těžiště plovoucího trupu
• Maximální plocha průřezu
• Trup z koeficientů: blok, prizma, vertikální prizma, max. průřez, vodoryska, smáčený povrch
• Parametry stability: příčná a podélná setrvačnost, výšky metacenter
• Křivka rameno vratného momentu: rameno vratného momentu a úhel podélného sklonu versus náklon, výška jakéhokoliv průsečíku nad rovinou ponoru

Jaké typy plavidel lze analyzovat?

Protože Orca3D počítá hydrostatické vlastnosti na základě plošného modelu, neexistuje v podstatě žádné omezení typu plavidla nebo objektu, který lze analyzovat. Jednotrupové, vícetrupové, plavidla s lodním šroubem... jednoduše řečeno, v modulu Orca3D můžete analyzovat vše, co plave nebo se potápí.

Jaký je výstup těchto výpočtů?

Grafický výstup se skládá z rovinné plochy, vložené do rovnovážné roviny ponoru s označením LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) a LCF (Longitudinal Center of Flotation).

Orca3D vytvoří výkaz s tabulkovými daty pro všechny podmínky plutí a také grafy příslušných parametrů. Výkaz je vytvořen a zobrazen pomocí Microsoft Report Generatoru; soubor lze poté vytisknout a uložit ve formátu Adobe Acrobat (pdf) nebo Microsoft Excel.

Níže vidíte příklady částí takových výstupů:

Jaké jsou požadavky na model?

Protože Orca3D používá pro výpočet hydrostatiky a stability plošný model, je ohledně modelu velice tolerantní. Požadavky jsou tyto:

• Model se musí skládat z jedné nebo více ploch.
• Plochy nemusí být spojené.
• Pokud nějaká otevřená část modelu nebude ležet pod hladinou, není nutné ji uzavírat. Například není nutné modelovat palubu, za předpokladu, že během analýzy nedojde k potopení paluby.
• Přítomnost zádě není nutná, pokud předpokládáte rovnou záď, která je kolmá ke středové rovině.
• Normála (líc) všech ploch musí směřovat do vody, jinak bude vypočten záporný objem.
• Řezy jsou nutné pouze pro výpočet prizmatického koeficientu, plochy průřezu křivky a koeficientu maximálního průřezu.
• Můžete modelovat pouze polovinu trupu.

2. modul Hull Design and Fairing (návrh a vyhlazování trupu)

Návrh plavidla v modulu Orca3D začíná modelem trupu. Návrh trupu je jedinečnou kombinací uměleckého vyjádření a inženýrské analýzy, přičemž oba tyto proud se spojují do tvůrčího procesu, splňujícího estetické i výkonnostní požadavky na plavidlo.

Software, který použijete pro převod trupu z prvotní myšlenky do podoby 3D počítačového modelu, by tento tvůrčí proces měl obohatit a měl by uživateli poskytnout pomocnou ruku v podobě přesné a detailní analýzy. Specializovaný modul Orca3D vám dává naprostou svobodu návrhu jakéhokoliv typu trupu od konceptu až po konečné vyhlazování, přičemž se stará o to, aby trup splňoval zamýšlené hydrostatické vlastnosti.

V modulu Orca3D je trup generován v podobě NURBS plochy. Rhino obsahuje mnoho důležitých nástrojů pro tvorbu a editaci ploch, Orca3D zase přidává funkce, které jsou specifické pro návrh trupů lodí, jako například:

• Hull Assistants - asistenti pro rychlé vytvoření trupu pomocí širokého spektra vstupních rozměrových a tvarových parametrů
• Snadná definice řezů, které budou zobrazeny na ploše trupu; podélné a příčné řezy, vodorysky a jiné rovinné křivky. Uživatel může specifikovat barvu řezů a vrstvu, do které budou umístěny.
• Aktualizace řezů v reálném čase, pokud se tvar trupu změní
• Aktualizace hydrostatiky v reálném čase, pokud se tvar trupu změní
• Kontrola nad tvarem přední části kýlu trupu, zajišťující křivostně spojitý přechod mezi přídí a dnem lodi
• Snadné umisťování řídicích bodů plochy; buď interaktivně nebo pomocí dialogového okna Orca3D

Můžete vymodelovat jakýkoliv typ trupu nebo prvku trupu. Trupy lze vytvořit jako jednu plochu a pokud je to žádoucí, tak i jako více ploch. Nástroje jako jsou plynulé přechody, stříhání a zaoblování nabízí široké možnosti a pružnost práce.

Příklad velké obchodní lodi. Tento model se skládá ze tří ploch; trup, paluba a záď. Všimněte si integrované vyboulené přídě, perfektně hladce navázané na hlavní trup, neboť je to součást jedné a té samé plochy.

Trupy s podélnými zlomovými liniemi lze modelovat i analyzovat snadno, můžete přitom vytvořit tolik zlomů nebo stylistických linií, kolik si budete přát.

Na tomto modelu trupu plachetnice je vidět důležitost hladkého přechodu z přídě na dno trupu; přechod musí mít spojitou křivost. Orca3D značně zjednodušuje dosažení tohoto vysokého stupně hladkosti.

Kromě nástrojů pro vyhlazování nabízí Orca3D novou stromovou strukturu pro organizaci vašeho modelu. Je to vlastně jiný pohled na vaše vrstvy, ale s možností přidání jednotlivých objektů. Díky tomu lze objekty snadno pojmenovat, vybrat, změnit jejich vlastnosti a přetáhnout je myší z jedné vrstvy do druhé.

3. modul Speed/Power Analysis (analýzy rychlosti a výkonu)

„Jak rychle popluje?" Modul Speed/Power Analysis má dvě různé metody prognózy: Savitského metodu pro prognózu rychlosti a výkonu pro kýlové trupy a Holtropovu metodu pro prognózu rychlosti a výkonu pro výtlakové trupy. Pro zjištění přesných a spolehlivých výsledků byla integrována knihovna HydroComp Drag Prediction.

Většina vstupních parametrů se vypočte automaticky z vašeho modelu, ale kdykoliv můžete zadat či přepsat nabízené hodnoty vlastními. Výsledky jsou rychle vygenerovány a profesionálně zformátovány a obsahují kontroly pro zajištění platnosti výsledků. Všechny parametry, které by byly mimo rozsah metod prognózy, budou označeny.

Nad rámec prognózy výkonu vám analýza poskytne vhled do možností na zlepšení výkonu pomocí analýzy Drag Reduction. Jsou při ní vyhodnoceny čtyři klíčové parametry - Planing Beam, Deadrise Angle, LCG location a Shaft Angle - a jsou nabídnuta doporučení nebo nastavení pro optimalizaci vašeho návrhu.

4. modul Weight/Cost Tracking (hmotnost a náklady)

Úspěch jakékoliv konstrukce závisí na její hmotnosti a těžišti. Tyto parametry jsou podstatné pro stabilitu, rychlost a schopnost nést náklad (ať už to jsou pasažéři, kontejnery atd). Sledování hmotnosti a těžiště proto musí být stěžejní součástí jakéhokoliv konstrukčního procesu. Náklady jsou dalším kritickým faktorem, rozhodujícím o úspěšnosti návrhu. Dobrý konstruktér svůj návrh těsně prováže s kalkulací nákladů.

Modul Weight/Cost Tracking přidává vašemu modelu z Rhina hodnotu tím, že objektům v modelu přiřazuje informace o hmotnostech a nákladech a tato data sumarizuje a předkládá v přehledné formě.

Například plocha, která reprezentuje část trupu lodi, může mít přiřazenou hmotnost na plošnou jednotku a kdykoliv je tvar této plochy upraven, přepočítá se automaticky celková hmotnost i těžiště. Náklady jsou rozčleněny na materiálové a mzdové a můžete je přiřadit také na základě plošné jednotky. Podobně křivky mohou mít přiřazeny hodnoty na základě jednotky délky a tělesa na základě jednotkové plochy nebo objemu. Křivkám, plochám, tělesům a dokonce i bodům můžete přiřadit také absolutní hodnotu váhy a/nebo nákladů a tato hodnota se při žádné modifikaci objektu nezmění.

Pro zjednodušení procesu přiřazování hmotnosti a nákladů vašim objektům nabízí Orca3D možnost vytvářet vlastní knihovny skladových materiálů, které lze přímo přiřazovat objektům ve vašem modelu. Můžete například vytvořit „5 mm ocelový plát" s hmotnostní jednotkou na metr čtvereční, materiálovými náklady na metr čtvereční a mzdovými nebo výrobními náklady na metr čtvereční.

Obecné dotazy

Jaké jsou požadavky pro provozování modulu Orca3D?

• Orca3D je zásuvný modul pro Rhino. Před instalací Orca3D musíte mít nainstalované Rhino. Specifické požadavky jsou následující:
• Rhino 4.0, servisní balíček 3 nebo vyšší
• Testované operační systémy: Windows XP, Vista
• Netestované operační systémy: Windows 2000, 64-bit XP
• Nepodporované operační systémy: Windows ME, 98, 95, NT
• Microsoft .NET (pokud není nainstalován, nainstaluje jej Orca3D)
• Platný licenční klíč (jinak pracuje jako 15denní plně funkční demo)

Problém s instalací

Během procesu instalace se zobrazilo následující chybové hlášení: „An error has occurred downloading a required file. You may download that file." Během instalace kontroluje instalátor přítomnost dvou nezbytných součástí od společnosti Microsoft na vašem počítači a pokud je nenajde, pokusí se je stáhnout z Internetu. Jedná se o .NET 2.0 (tato součást je už většinou nainstalovaná) a Microsoft Report Viewer.

Tato chyba se objevuje když není během instalace počítač připojen k Internetu. Je-li to možné, během instalace jej připojte a ujistěte se, že máte oprávnění správce. Pokud připojeni jste, ale chyba se stále objevuje, je zde pravděpodobně nějaký jiný důvod, proč nelze stáhnout Report Viewer. V takovém případě postupujte podle následujících kroků:

1. Stáhněte Microsoft Report Viewer z adresy http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=98185 a nainstalujte jej.
2. Nainstalujte Orca pomocí souboru s koncovkou .msi místo souboru setup.exe. Pokud máte Visty, nezapomeňte na soubor .msi kliknout pravým tlačítkem myši a zvolit instalaci s oprávněním správce

Dotazy k licencím

Problém s licencí ve Windows Vista

Ve Windows Vista mi Orca3D hlásí, že zkušební období vypršelo (Evaluation period has expired). Při spuštění funkce License Manager se po kliknutí na tlačítko „Phone/Email License" objeví hlášení „Unable to install Windows Service" a pole Installation ID je prázdné. Tento problém je důsledkem instalace Orca3D v systému Vista bez oprávnění správce. Řešení je následující:

1. Vyhledejte instalační složku Orca3D (standardně C:\Program Files\DRSC3ATC\Orca3D).
2. V této složce klikněte (nikoliv poklepejte) pravým tlačítkem myši na soubor „License Manager.exe" a zvolte „Run as Administrator".

Zkušení období demoverze vypršelo. Kde získám plnou licenci?

Demoverze je plně funkční na 15 dnů. Pokud máte pocit, že na zhodnocení software před nákupem potřebujete víc času, kontaktujte nás. Pokud chcete Orca3D koupit, můžete ho u nás objednat (Dimensio s.r.o.)

Proč některé funkce Orca3D na mém počítači nepracují?

Orca3D má modulární stavbu; nemůžete spouštět funkce, které patří do modulu, který nemáte zakoupený. Pokud chcete určitý modul přikoupit, můžete si jej u nás objednat (Dimensio s.r.o.).

Chci přesunout Orca3D na jiný počítač. Jak převedu licenci?

Přečtěte si kapitolu „To Move a License from Computer to Computer" v online nápovědě programu (též na webu www.orca3d.com menu Support > Help).

Můj počítač zkolaboval, ztratil se, byl ukraden, nemám k němu již přístup. Jak převedu licenci na nový počítač?

Pošlete nám popis situace a my u výrobce zařídíme novou aktivaci.

Návrh a vyhlazování trupu

Proč se neaktualizují řezy při editaci ploch pomocí řídicích bodů Rhina?

Řezy se nebudou aktualizovat, pokud nepoužijete vlastní řídicí body Orca3D. Pokud zapnete řídicí body Rhina a budete plohu tvarovat pomocí nich, musíte aktualizovat řezy ručně pomocí příkazu Orca3D Sections.

Proč v okně Hull Assistant generují některé hodnoty nesmyslné tvary?

Řešení rovnic pro generování tvaru 3D trupu za určitých vstupních podmínek degeneruje, například pokud nastavíte některé hodnoty na 0.

Hydrostatika a stabilita

Když zadám hmotnost, hydrostatický výpočet selže

Při výpočtu hydrostatiky a stability pomocí hodnoty hmotnosti (Weight) výpočet selže, ačkoliv v režimu ponoření proběhl bez problémů.

Tento problém souvisí se zadáním výchozí výšky hladiny u iterací pro volné plutí. Když u hydrostatiky specifikujete hmotnost (a/nebo těžiště - CG, Center of Gravity), bude řešení probíhat opakovaně (je tzv. iterativní) a řešič při něm musí vyrovnávat hydrostatické síly. Tyto iterace ale musí někde začít a standardně se jako výchozí bod volí střední výška obálkového kvádru vybraných ploch. Pokud je model bez přídavných částí (např. kýl), je to pro začátek obvykle postačující odhad, ale právě tyto přídavné části mohou způsobit selhání příkazu. Tuto automaticky generovanou výchozí výšku vodní hladiny můžete potlačit zatržením tlačítka „Override initial plane height for free float iteration" a ručním zadáním hodnoty, která bude rozumně blízká výsledné vodní hladině.

Při pokusu o spuštění hydrostatiky dostanu chybové hlášení. Proč?

To je obvykle důsledkem nemožnosti najít rovnovážný stav. Příčinou je často ponoření volné hrany plochy, například hrany paluby při náklonu. V takovém případě připojte palubu (nebo jinou plochu), kterou model uzavřete. Pokud není ponořena volná hrana, zkontrolujte, zda je v pořádku VCG (těžnice).

Proč je hodnota výtlaku příliš nízká?

Mezi možné důvody patří:

• Vymodelovali jste pouze polovinu trupu, ale nezatrhnuli jste volbu „Mirror About the Centerplane", vaše hodnoty tedy budou poloviční oproti skutečnosti.
• Orca3D počítá většinu hydrostatických dat z polygonových sítí, nikoliv tradičním přístupem integrace řezů. Uživatel má plnou kontrolu nad hustotou této sítě, stejně jako je tomu u renderovacích nebo analytických sítí ploch v Rhinu. Pokud je síť příliš hrubá, budou hodnoty nízké. Pokud bude příliš jemná, výpočet se zpomalí bez výrazného vlivu na zvýšení přesnosti. Nastavení sítě můžete změnit příkazem OrcaProperties. Experimentujte s různými nastaveními a pozorujte vliv na výsledek. Po dosažení určité hustoty sítě dospějete z hlediska dalšího zpřesňování do bodu klesající návratnosti.
• U ploch v Rhinu rozlišujeme jejich „vnitřek" a „vnějšek" (či chcete li rub a líc). Vnějšek plochy by měl být v kontaktu s vodou; pokud tomu tak není, bude vypočtený objem záporný. Pokud se váš model skládá z více nespojených ploch a některé z nich mají opačně otočenou normálu (vůči ostatním jsou „naruby"), budou od celku odečteny. Existují dva způsoby jak vizuálně zobrazit orientaci ploch; první z nich je příkaz Směr v menu Analýza. Vyberete plochu, spustíte tento příkaz a na ploše se zobrazí šipky normál, směřujících ven z plochy. Tyto šipky by měly směřovat do vody (u ploch, jako jsou tunely bočních trysek, to znamená, že šipky musí směřovat dovnitř tohoto tunelu). Pokud najdete plochu s nekorektní orientací normály, otočte ji pomocí volby Otočit v příkazu Směr na správnou stranu. Pokud by ale takových ploch bylo mnoho, byl by tento postup kontroly velice zdlouhavý; daleko efektivnější způsob je nastavit v Rhinu zobrazení rubových ploch odlišnou barvou. V pohledu Perspektiva si nastavte stínované zobrazení. Klikněte pravým tlačítkem myši na titulek Perspektiva a v menu které se objeví zvolte položku Volby zobrazení. Otevřete panel Volby > Vzhled > Rozšířené nastavení > Stínované. U volby Nastavení rubu zvolte v roletovém políčku položku „Jedna barva pro všechny rubové strany" a poté zvolte výraznou barvu, například zářivě červenou. Nyní můžete ve stínovaném zobrazení okamžitě odhalit plochy otočené rubem ven, protože budou svítit červenou barvou. Pak už jenom můžete příkazem Otočit převrátit normály těchto otočených ploch.