Study on ship-hull surface modeling based on Riemannian geometry

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K13942
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 竹澤 正仁 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50782489)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: B-spline曲面 / 曲面幾何 / 曲率線 / フェアリング

Outline of Annual Research Achievements

1)R1年度までに開発した試作システムに関する追加検討を行った。具体的には、曲率線に基づく造船の板曲げ加工作業を想定して、より作業者が施工しやすいように、曲面の曲率線の傾向を単純化させるためのシステムの仕様について検討を行った。
2)R1年度までは、曲率線を制御するための入力方向データは、曲面のパラメータ空間内において離散的に抽出した主方向場に対してフィルタリング手法を適用することで定義していた。しかし今回はより合理的な方法として、曲率線展開法に基づく出力情報を併用することで、施工方案を単純化させるための入力データの定義方法を考案した。さらにシステムを試作して検証することによりその妥当性について確認を行った。検証にあたり微小変形を許容した最適化計算を適用することで、設計形状をより施工しやすい形状に変形させることができた。
3)曲面幾何量と曲げ施工との関係性の意味合いについて引き続き検討・整理を行った。特に曲率線に基づく加工を想定して、法曲率と測地線曲率の値に着目し、様々な外板データに対して形状評価を行った。
4)これまでの研究成果を、汎用3DCADソフトウェア上に実装することを目的とした、基盤プラットフォームの仕様検討ならびに試作に取り組んだ。具体的には、汎用3DCADソフトウェアであるRhinocerosにおいて、そのプラグインソフトウェアのGrasshopperを用いた曲面評価システムを試作した。今後は試作システムを更に改良していくことで、微分幾何学に関する専門知識が乏しいユーザーでも容易に、直観的に形状評価を行えるシステムとなることが期待される。