FreeCAD-Ship s60 tutorial/fr

Dans ce tutoriel nous allons travailler avec comme exemple le navire "Series 60" de l'université de l'Iowa. Ce tutoriel montre comment travailler avec un navire à une coque symétrique, mais les multicoques et les coques asymétriques peuvent être traités de la même manière.

Vous pouvez en apprendre plus sur FreeCAD-Ship ici

Introduction
FreeCAD-Ship utilise des Entités Navires (Ship entities) qui doivent être créées à partir de la forme de base. Cette forme doit être un solide, ou un ensemble de solides. Les pré-requis suivants doivent être respéctés:


 * La forme de la coque doit être intégralement fournie (y compris les parties symétriques).
 * Le côté tribord doit se situer dans les y négatifs.
 * Le point d'origine (0,0,0) est à l'intersection de la section au milieu du navire (à mi-distance des perpendiculaires avant et arrière) et de la ligne de base.

Illustration des pré-requis pour la forme de base

Chargement de la géométrie de la série 60
Afin d'aider les nouveaux utilisateurs, FreeCAD-Ship comprend un chargeur d'exemples de géométries, avec le choix suivant:
 * Série 60 de l'Université d'Iowa
 * Wigley Canonical Ship
 * Série 60 Catamaran
 * Wigley Catamaran

Icône de chargement d'Exemples de Géométrie de Bateaux

En exécutant le menu (Ship design/Load an example ship geometry) une boîte de dialogue apparaît. Sélectionnez Series 60 from Iowa University et appuyez sur OK. L'outil charge un nouveau document avec la forme s60_IowaUniversity.

Créer un objet navire
Pour créer un objet navire sélectionnez la forme de base et exécutez l'outil de création de navire (Ship design/Create a new ship).

Icone de l'outil création de navire

La boite de dialogue de Création de navire apparaît, ainsi que des annotations sur la vue 3D. Les annotations disparaitront quand vous fermerez l'outil, pas d'inquiétude.

Les principales informations liées au navire doivent alors être saisies (FreeCAD-Ship demande une saisie progressive des données, les opérations de base exigent seulement les informations de base, plus de données deviennent nécessaires quand les opérations deviennent plus compliquées).

Données du navire
Les principales dimensions doivent être saisies ici:


 * Longueur: Longueur entre perpendiculaires, 25.5 m pour ce navire.
 * Largeur : Maître bau, 3.389 m pour ce navire.
 * Tirant d'eau: 1.0 m pour ce navire.

Annotations de longueur.

Couramment, la longueur entre perpendiculaires dépend du tirant d'eau. Si vous ne connaissez pas la longueur du navire vous pouvez saisir le tirant d'eau et ajuster la longueur.

Annotations largeur.

Le même procédé vaut pour ajuster la largeur. Notez que la valeur demandée est la largeur totale même si l'annotation sur la vue 3D n'est portée que sur la moitié tribord.

Quand vous appuyez sur OK le programme crée votre nouvel objet navire appelé "Ship". Vous pouvez changer le nom dans l'onglet Données (propriété Label). Nous n'avons plus besoin de la forme de base, vous pouvons donc la masquer (selectionner et appuyer sur espace).

Icône exemple de Navire.

À partir de là, vous devez avoir sélectionné  Ship  avant d'exécuter un outil FreeCAD-Ship.

Lignes de dessin
FreeCAD-Ship fournit un outil qui facilite l'obtention d'un plan de lignes à partir du dessin des lignes de navire

Icône de l'outil de dessin de lignes

Le dessin des lignes est un ensemble de lignes à partir de coupes de section dans les 3 axes, qui afficheront éventuellement la géométrie de la coque dans un plan de lignes. Nous devons fournir les lignes pour les 3 vues suivantes:
 * Plan du corps (à l'aide des coupes transversales)
 * Plan transparent (en utilisant les coupes longitudinales)
 * Plan à mi-largeur (en utilisant les coupes des lignes de Flottaison)

Coupes transversales
Habituellement, il faut effectuer 21 sections transversales équidistantes entre perpendiculaires. Pour le faire, FreeCAD fournit un outil automatique pour le faire, il suffit de sélectionner le type de sections  Transversales , aller à la zone Créer automatiquement et définir le nombres de sections 21, puis appuyez sur Créer des sections.

Aperçu des sections transversales du schéma

Le tableau des sections est rempli, et l'aperçu des sections intitulé  'Dessin du Contour'  s'affiche. Habituellement, des sections supplémentaires ont été ajoutées à la proue et à la poupe, où des courbures plus complexes sont enregistrées, afin de le faire aller à la fin de la table, et faire double-clic sur l'élément vide pour l'éditer, en appuyant sur intro pour confirmer. Ajouter les sections suivantes:


 * X22 = -12.1125 m
 * X23 = 12.1125 m

Selon la complexité de la géométrie de la coque, l'aperçu des sections peut prendre un certain temps. Pour supprimer une section, il suffit de la remplir avec un texte vide et appuyez sur Entrée.

Coupes longitudinales
Deux coupes longitudinales doivent être ajoutées, alors sélectionnez le type de sections Longitudinale, allez dans la zone Créer automatiquement et définissez le nombres de sections 2, puis appuyez sur Créer des sections . Le tableau des sections est rempli et l'aperçu des sections est mis à jour.

Lignes de Flottaison
6 lignes de flottaison entre la ligne de base et le traçage de conception doivent être ajoutées, sélectionnez alors le type de sections  'Waterlines' , accédez à la zone  'Créer automatiquement'  et définissez   5  '(Z = 0 m ne sera pas considéré, ajoutez-le manuellement si vous en avez besoin), puis appuyez sur  'Créer des sections' ''. Le tableau des sections est rempli et l'aperçu des sections est mis à jour.

Plusieurs lignes d'eau supplémentaires doivent être ajoutées:
 * Z 6  = 1,2 m
 * Z 7  = 1,4 m
 * Z 8  = 1,6 m
 * Z 9  = 1,8 m
 * Z 10  = 2,0 m

Exécuter un Tracer
Sélectionnez échelle 1: 100 et appuyez sur Accepter pour laisser l'outil générer les sections 3D dans un nouvel objet.

Sections résultantes

Pour tracer ces sections, vous pouvez utiliser l' Atelier de mise en plan de dessins:

Traçage des contours.

Courbe des zones transversales
Un paramètre hydrodynamique typique de conception de navire est la courbe des zones transversales, qui récupère certains indicateurs sur le comportement de la coque (résistance au remorquage, sécheresse, ...). FreeCAD-Ship fournit un outil simple pour effectuer une courbe de zones transversales.

Icône de l'outil de courbe des zones transversales.

Lorsque l'outil est exécuté, une boîte de dialogue de tâche est affichée et la surface libre pré-ajoutée est créée à la vue 3D (l'aperçu de la surface libre sera supprimé lorsque l'outil sera fini, alors ne vous inquiétez pas pour lui). Dans la boîte de dialogue des tâches, les données d'entrée et de sortie sont présentes.

Données d'entrée
Le dessin et et l'orientation (angle de rotation de la Coque et bordure , positif si le tirant arrière peut augmenter) doit être fourni. Plusieurs courbes de zones peuvent être effectuées, selon les situations de chargement du navire, mais deux parcelles typiques doivent être effectuées:
 * Concevoir une courbe de zones transversales: sans angle de rotation et en utilisant un ébauche de conception, 1,0 m dans ce cas.
 * Courbe maximale des courbes transversales: sans anglede rotation et tirant maximum autorisé, 2,0 m dans ce cas.

Output data
Some relevant data is shown at real time:
 * L: Lenght between perpendiculars, value set at ship instance creation.
 * B: Beam selected at ship creation.
 * T: Actual draft amidships.
 * Trim: Trim angle.
 * TAP: After perpendicular draft.
 * TFP: Forward perpendicular draft.
 * Displacement: Ship displacement (salt water considered, divide by 1.025 in order to know displaced volume).
 * XCB: Buoyancy centre point X coordinate (relative to midship section).

When Accept button is pressed a plot is performed (depending on geometry complexity can take some time, you can see progress on terminal, and stop the work pressing Ctrl+C). When the task has finished FreeCAD will generate a Plot (see the plot module documentation) and a SpreadSheet (see the Spreadsheet workbench documentation).

Design draft transversal areas curve.

You can perform maximum draft transversal areas curve in order to see the differences (for instance you are noticing that areas curve is passing through length perpendiculars now).

Hydrostatics
Hydrostatics computation is a critical stage at ship design due to know principal stability hull parameters. Hydrostatics are mandatory data in order to classification societies certificates ship, and joined with loading condition data (weights and gravity position) provides essential data about ship stability. FreeCAD-Ship provides a tool to obtain main hydrostatics curves (GZ curves are considered in other tool).

Hydrostatics tool icon.

When tool is executed a task dialog is shown. Usually Hydrostatics curves are presented for each trim angle, in this tutorial only upright trimming angle will considered (0º), with an interval around every loading condition draft. Since we don't know what loading conditions we can get, we will consider almost draft possibilities (Usually, in order to get as many resolution as possible, naval architects fits the interval to feasible drafts).

So we set following data:
 * Trim = 0 deg
 * Minimum Draft = 0.1 m
 * Maximum Draft = 2.0 m
 * Number of points = 39. A lot of points or really complex geometries imply long computation times, in this case around 1 minute can be expend.

When Accept button is pressed plots are performed (see the plot module documentation) and a spreadsheet is generated (see the Spreadsheet workbench documentation).

Hydrostatics curves.

Continue learning FreeCAD-Ship
Now you are ready to continue learning Ship, here is the second chapter of Series 60 from Iowa university ship.