Introduction
Grasshopper
Grasshopper est un plugin de modélisation paramétrique pour Rhinoceros 3D. Il permet de générer des formes complexes à l’aide d’une approche visuelle basée sur des nœuds et des connexions, plutôt que par des scripts de programmation. Très utilisé en architecture, en design et en ingénierie, il offre une grande flexibilité pour la conception et l’optimisation des formes.
Swordfish
Swordfish est un outil de calcul et d’analyse spécialisé pour l’architecture navale. Il permet d’évaluer la stabilité, la résistance structurelle et la performance hydrodynamique des navires. Son intégration avec Grasshopper permet une approche paramétrique de la conception navale, facilitant l’exploration de multiples itérations et optimisations. A télécharger ici.
Grandes Étapes de la Conception
- Définition des Paramètres de Base
- Dimensions principales du navire (longueur, largeur, tirant d’eau)
- Contraintes réglementaires et fonctionnelles
- Modélisation Paramétrique avec Grasshopper
- Création de la coque et des formes générales
- Génération de structures internes (cloisons, ponts)
- Optimisation des volumes et des espaces
- Analyse et Simulation avec Swordfish
- Calculs de stabilité et de flottabilité
- Évaluation de la résistance et des charges structurelles
- Tests hydrodynamiques pour optimiser la performance
- Optimisation et Itération
- Ajustement des formes et des paramètres
- Comparaison de différentes solutions
- Finalisation du modèle pour la production
Il faut travailler en mm !
Composant : « sf Sailing Yacht Hull »
Description du composant
Le composant sf Sailing Yacht Hull permet de générer une coque paramétrique de voilier dans Grasshopper en utilisant Swordfish. Il offre un contrôle précis sur les dimensions et la forme générale de la coque, facilitant ainsi l’exploration de différentes configurations hydrodynamiques.
Entrées du composant et leur traduction
- LOA (Length Overall) – Longueur hors tout
Détermine la longueur totale du voilier de l’extrémité avant à l’extrémité arrière. - BOA (Beam Overall) – Largeur hors tout
Définit la largeur maximale du voilier, influençant la stabilité et l’espace intérieur. - BOA Position – Position de la largeur maximale
Spécifie la position longitudinale où la largeur maximale est atteinte. - Draft as BOA – Tirant d’eau en fonction de la largeur
Définit le tirant d’eau proportionnellement à la largeur hors tout. - Stern Width Percentage – Pourcentage de la largeur à la poupe
Indique la largeur de la poupe en pourcentage de la BOA. - Bow Knuckle Height – Hauteur du bouchain avant
Définit la hauteur du bouchain au niveau de l’étrave. - Stern Height – Hauteur de la poupe
Spécifie la hauteur de la structure arrière du navire. - Chine – Bouchain
Contrôle la présence et la position du bouchain sur la coque. - Freeboard – Franc-bord
Détermine la hauteur entre le pont et la ligne de flottaison. - Bow Angle – Angle de l’étrave
Définit l’angle d’inclinaison de l’étrave, influençant la pénétration dans l’eau et la performance en vagues.
Composants : « B », « S », « W »
Description des composants
Les composants B, S, W permettent d’afficher différentes vues de la coque générée pour l’analyse et la conception détaillée.
- B (Buttocks) – Plans de levée
Représente des sections verticales longitudinales de la coque, utilisées pour analyser le profil du bateau en coupe. - S (Sections) – Sections transversales
Génère des coupes transversales perpendiculaires à l’axe du bateau, essentielles pour visualiser la forme de la coque à différentes positions. - W (Waterlines) – Lignes de flottaison
Affiche les sections horizontales de la coque aux différentes hauteurs d’eau, permettant d’évaluer la carène et la stabilité du navire.
Composant : « D », Design Waterline
Description du composant
Le composant D (Design Waterline) permet de définir la ligne de flottaison de conception du navire. Cette ligne représente la position prévue de la surface de l’eau lorsqu’un navire est en charge normale.
Utilité du composant
- Détermine la zone immergée de la coque, influençant directement la stabilité et la résistance hydrodynamique.
- Permet d’optimiser le design en fonction des performances souhaitées.
- Aide à vérifier la conformité du navire aux contraintes de tirant d’eau réglementaires.
Composant : « SF_Linesplan »
Description du composant
Le composant SF_Linesplan génère un plan de formes du navire en combinant différentes vues. Il est essentiel pour analyser et documenter la géométrie de la coque.
Entrées du composant et leur traduction
- SFHull – Coque Swordfish
Référence la coque générée par Swordfish. - Sections – Sections transversales
Définit les coupes perpendiculaires à l’axe du bateau. - Buttocks – Plans de levée
Spécifie les coupes verticales longitudinales. - Waterlines – Lignes de flottaison
Définit les coupes horizontales à différentes hauteurs. - DWL – Ligne de flottaison de conception
Positionne la ligne de flottaison du navire. - Display Sections – Affichage des sections
Active ou désactive l’affichage des sections transversales. - Bake – Cuisson (conversion en géométrie Rhino)
Convertit les courbes générées en éléments Rhino permanents.
Sorties du composant et leur traduction
- Sheets – Feuilles de plans
Génère des vues organisées du plan de formes. - Stern View – Vue arrière
Affiche une vue en coupe de la poupe. - Side View – Vue latérale
Montre le profil du bateau. - Top View – Vue de dessus
Présente la coque vue du dessus.
Options d’affichage
- STB – Tribord
- Splitted – Séparé
- Splitted mirrored – Séparé et symétrique
- Port – Bâbord
STB – Tribord
Splitted – Séparé
Splitted mirrored – Séparé et symétrique
Port – Bâbord
Composant : « SF Angles Section »
Composant : « SF_Section at specific Point »
Section en un point spécifique
Récuperer le composant SF_Close Hull qui permet d’avoir la coque au complet, on ajoute un BRep pour travailler, mais ce n’est pas utile. Décomposer le BRep pour avoir les segments décrivant la forme. Avec un List Item, sélectionner la courbe qui définit le plat-bord.
Ajouter le composant et utiliser Point On Curve pour faire varier la position de la courbe.
Coupe et angle en tous points.
L’idée est de récupérer l’angle au point de coupe, où qu’il soit alors qu’il varie avec le curseur.
Segment au point de coupe
Angle
Variation
Composant : « SF_Deck »
Description du composant
Le composant SF_Deck permet de générer le pont du navire en contrôlant ses hauteurs à différents points stratégiques de la coque. Il s’intègre à la modélisation paramétrique pour ajuster l’élévation du pont en fonction des besoins structurels et ergonomiques.
Entrées du composant et leur traduction
- hBow – Hauteur à l’étrave
Définit la hauteur du pont à l’avant du navire. - hMid – Hauteur au milieu
Spécifie l’altitude du pont à la section médiane de la coque. - hStern – Hauteur à la poupe
Contrôle la hauteur du pont à l’arrière du bateau.
Composant : « SF_Stern »
Description du composant
Le composant SF_Stern permet de définir la forme de la poupe du navire, influençant la traînée hydrodynamique, la stabilité et la manœuvrabilité. Une conception optimisée de la poupe améliore l’efficacité énergétique et le confort en navigation.
Entrées du composant et leur traduction
- Type – Type de poupe
Définit la typologie de la poupe (ex. poupe en tableau, arrondie, inversée, élancée, etc.). - Radius – Rayon de courbure
Spécifie le rayon de courbure de la poupe, influençant la transition entre la coque et l’arrière du navire. - Angle – Angle d’inclinaison
Contrôle l’angle d’inclinaison de la poupe par rapport à la verticale, influençant la portance et l’écoulement de l’eau en sortie de coque.
Composant : « SF_Bow »
Description du composant
Le composant SF_Bow permet de définir précisément la géométrie de l’étrave du navire. Il influence la pénétration dans l’eau, la résistance hydrodynamique et le comportement du bateau face aux vagues.
Entrées du composant et leur traduction
- Tangency XZ – Tangence dans le plan XZ
Contrôle la continuité et la courbure de l’étrave dans le plan longitudinal (vertical). - Tangency Half Hull – Tangence dans la demi-coque
Détermine la transition entre l’étrave et le reste de la coque pour assurer une continuité fluide. - Angle – Angle d’étrave
Définit l’angle d’inclinaison de l’étrave par rapport à la verticale, influençant la manière dont le navire fend les vagues et sa capacité à limiter la résistance à l’avancement.
Suite…