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研究生:林禹棟
研究生(外文):Yu-TungLin
論文名稱:船模油墨試驗流線影像數位化及其在舭龍骨設計之應用
論文名稱(外文):Streamline Digitalization of Ship Model Ink Paint Test andApplication on Bilge Keel Design
指導教授:林忠宏林忠宏引用關係
指導教授(外文):Jung-Hung Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:系統及船舶機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:影像處理油墨試驗油墨流線舭龍骨設計
外文關鍵詞:image processink paint testink streamlinebilge keel design
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船模試驗在船體線型設計中,扮演著驗證船型是否符合預期性能的角色,而油墨試驗取得的油墨流線,顯示出航行中船體周圍流線的狀況,試驗結果除了以肉眼觀察之外,常見的拍照或錄影方式留下的二維的相片記錄,比較無法顯示油墨流線與周遭曲面的關聯。本研究將以影像處理方式,將原先二維的相片,轉繪製3D模型上,使設計人員得以在軟體中觀察船殼外型如何影響油墨流線,更得以自由地複製、攜帶、翻轉、放大、縮小,並做進一步的分析應用。
本研究分為三個主要部分,在第一個部分中,建立一套油墨試驗流線數位化系統,首先在流線辨識程式中,以高斯濾波器進行相片前處理,以HSV色彩值定義辨識目標區域,最後找出油墨流線位置座標。接著建立了一個拍攝試驗相片的流程,包含如何在船模上布置標記輔助拍攝、測量標記位置與設計拍攝環境,最後經由此方法拍攝的相片輸入流線辨識程式,將其辨識的油墨流線換至3D軟體中。
在第二個部份,對數位化系統得到的油墨流線資訊,進行二維數學分析,並討論在各船段中流線斜率與船體線型的關係,分析什麼原因會導致流線的斜率或趨勢改變。接著以CFD計算出流體動壓力分佈,研究流線與壓力分佈的關係,最後比對CFD計算之流線與數位化後油墨流線,分析其差異量。
在第三個部份,結合前兩個部份,以數位化系統得到的流線做為設計船舶舭龍骨之依據,並與沒有沿著流線設計的對照組比較,以CFD計算原船、設計組與對照組的阻力,驗證此設計方法所增加之阻力較小,最後計算了原船、設計組、對照組的船舶穩度,確認其能達到穩度提升效果。
The ship model test plays an important role in ship design. The ink streamline obtained by the ink paint test shows the streamline around the hull during navigation. However, the test results can only be studied by photos or videos currently, which can’t really show the influences between ship hull and streamline. In this study, we try to digitalize testing photos to 3D model by image processing, and make further analysis and applications.
This study is divided into three parts. In the first part, we establish a system for ink paint test streamline digitalization. First, we write a streamline identification program. In the program, Gaussian filter is used for photo preprocessing, and identify the ink streamline by HSV color value. As we define the target area, the coordinates of the ink streamline can be output. Then, we establish a process of taking test photos, which include how to arrange markers on the ship model, measuring the position of the marks, and designing the photograph environment. Finally, as we get the coordinates of the ink streamline, we transfer the ink streamlines into 3D software by projecting the coordinates to the 3D ship model.
In the second part, we do mathematical analysis about the relationship between the streamline slope and the hull shape. Then, we calculate the fluid dynamic pressure distribution by CFD software, and study the relationship between streamline and pressure distribution. Finally, we compare the CFD streamline with the ink streamline and analyze the difference.
In the third part, combine the first two parts. We use the digitalize system as the basis of designing the ship's bilge keel. Then, verified the ship resistance added by this design method is smaller. After that we also calculate the stability of the ship, to make sure the bilge keel can make positive effect when adding on.
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
表目錄 XII
圖目錄 XIIIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻探討 1
1.2.1 影像處理理論 2
1.2.2 油墨試驗 6
1.2.3 計算流體力學 7
1.3 研究特點 11
1.4 論文架構 12
第二章 流線辨識程式與數位化系統建立 13
2.1 流線辨識程式 13
2.1.1 高斯濾波器應用 14
2.1.2 色彩像素值轉換 15
2.1.3 辨識目標區域與邊界輪廓 16
2.2 器材介紹 17
2.2 平板油墨試驗數位化 18
2.3 船模水線辨識實驗 20
2.4 船模油墨流線辨識 24
第三章 數位化結果分析與CFD模擬 31
3.1 流線曲線函數計算 31
3.1.1 流線曲線三維函數擬合 31
3.1.2 二維流線數值計算 33
3.2 CFD模擬 34
3.2.1 模擬流場設定 34
3.2.2 網格劃分 35
3.3 數位化流線與模擬結果分析 37
3.3.1 各船段流線分析 38
3.3.2 流線性質與壓力分佈分析 41
3.4 試驗流線與模擬流線之比較 47
第四章 數位化系統應用在舭龍骨設計 52
4.1 舭龍骨簡介 52
4.2 舭龍骨位置選擇 53
4.3 原船與設計組、對照組阻力比較 54
4.4 原船與設計組、對照組穩度比較 55
第五章 結論與未來展望 57
5.1結論 57
5.1.1 數位化系統建立 57
5.1.2 流線數據分析 58
5.1.3 舭龍骨設計 59
5.2 未來展望 60
參考文獻 61
[1]陸磐安,“造船原理:船舶静力學,大中國,1995
[2]郭汝江,“跟蹤濾波工程:高斯-牛頓及多項式濾波,國防工業出版社,2015
[3]圖片來源:https://www.itread01.com/content/1528877631.html
[4]Rafael C. Gonzalez‧Richard E. Woods,“Digital Image Processing 4th Edition A,CH6 Color Image Processing
[5]圖片來源:https://www.ginifab.com.tw/tools/colors/rgb_to_hsv_hsl.html
[6]Rafael C. Gonzalez‧Richard E. Woods,“Digital Image Processing 4th Edition B,CH9.2 Erosion and Dilation
[7]圖片來源:https://sites.google.com/a/ms.ttu.edu.tw/cse2012dance-robot/yan-jiu
-cheng-guo/opencv-ruan-ti-she-ji/qin-shi-yu-peng-zhang
[8]Rafael C. Gonzalez‧Richard E. Woods,“Digital Image Processing 4th Edition B,CH9.3 Opening and Closing
[9]圖片來源:痞客邦,Halcon 筆記2(侵蝕、膨脹、開運算與閉運算),Available:
https://eroneko722.pixnet.net/blog/post/138427065-halcon-%E7%AD%86%E8%A8%982%28%E4%BE%B5%E8%9D%95%E3%80%81%E8%86%A8%E8%84%B9%E3%80%81%E9%96%8B%E9%81%8B%E7%AE%97%E8%88%87%E9%96%89%E9%81%8B%E7%AE%97%29
[10]吳俊賢,“運用影像處理於量測船體運動之可行性,學士專題論文,系統及船舶機電工程系,國立成功大學,2017。
[11]李宥臻,“橋式機裝載貨櫃之輔助系統開發,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2018。
[12]吳庭瑋,“適用於中小型延繩釣漁船之自動監控與資訊擷取系統之開發,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2014。
[13]郭俊宏,“基於梯度直方圖於揚繩作業中影像之魚體偵測,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2016。
[14]林子恆,“漁獲資訊自動化應用於智慧型電子觀察員系統開發,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2017。
[15]李俊德,“基於深度學習之咖啡豆即時辨識,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2018。
[16]維基百科,Open CV,Available:
https://zh.wikipedia.org/wiki/OpenCV.
[17]Open CV,Open CV modules,Available:
https://docs.opencv.org/master/index.html
[18]圖片來源:郭秉軒 趙翌辰 曾逸凡,“流線具象化觀察試驗,學士報告,水利與資源保育學系,私立逢甲大學,2017。
[19]圖片來源:http://www.pro-lite.net/images/Home/info/Tech/Aerodynamics-for-Aero-Wheels.pdf
[20]梁則撒,“兩種油墨實驗配方比較之研究,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2015。
[21]王立宏,“流體力學必勝秘笈第十版2017
[22]東華書局,“計算流體力學簡介,available:
https://www.tunghua.com.tw/manager_admin/upload_file/783/1477881783105.pdf
[23]ANSYS FLUENT User’s Guide,available:
http://www.fluid.tuwien.ac.at/322057?action=AttachFile&do=get&target=flu_ug.pdf
[24]林旻憲,“穿浪型雙體船阻力試驗技術確立與數值模擬分析,碩士論文,系統及船舶機電工程研究所,國立成功大學,2019。
[25]王千瑜、張台麟、林瑞國,“船舶流場與波浪運動之數值模擬,海洋工程研討會論文,輪機工程學系,國立台灣海洋大學,2018
[26]圖片來源:https://www.cfdsupport.com/OpenFOAM-Training-by-CFD-
Support/node338.html
[27]萬鴻政、董蘭榮,“以內向式雙鏡頭取像之影像縫合技術,碩士論文,,電控工程研究所,國立交通大學,2010。
[28]圖片來源:https://www.itread01.com/content/1543147998.html
[29]圖片來源:維基百科,舭龍骨,Available:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%88%AD%E9%BE%99%E9%AA%A8
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