Vừa qua, Hội đồng Khoa học cấp bộ đã nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu tự động hóa thiết kế đường hình đáp ứng nhu cầu đa dạng của tàu nghề cá Việt Nam”...
 |
| TS Trần Gia Thái - Chủ nhiệm đề tài giới thiệu kết quả nghiên cứu trong buổi nghiệm thu. |
Vừa qua, Hội đồng Khoa học cấp bộ đã nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu tự động hóa thiết kế đường hình đáp ứng nhu cầu đa dạng của tàu nghề cá Việt Nam”. Đề tài do Tiến sĩ (TS) Trần Gia Thái, Phó Trưởng khoa Cơ khí trường Đại học Nha Trang làm chủ nhiệm.
Đề tài đã đi vào những bức xúc của ngư dân bởi hiện nay, hầu hết tàu đánh cá của Việt Nam là tàu vỏ gỗ, đóng thủ công theo mẫu dân gian của từng địa phương, phụ thuộc nhiều vào thói quen và khả năng đóng tàu của ngư dân. Điều này không chỉ gây khó khăn cho công tác quản lý kinh tế - kỹ thuật mà còn ảnh hưởng không tốt đến mức độ an toàn và hiệu quả khai thác đội tàu thủy sản. Vì thế, bài toán thiết kế đường hình tối ưu phù hợp với yêu cầu thực tế của tàu cá Việt Nam nhằm xây dựng các mẫu tàu chuẩn cho những địa phương nghề cá được nhóm nghiên cứu đặt ra trong đề tài là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rất lớn.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu dự định xây dựng chương trình trên cơ sở khảo sát và vẽ lại tất cả các mẫu tàu dân gian truyền thống của các địa phương nghề cá và lưu lại dưới dạng các file mẫu. Sau khi xác định được các kích thước tàu hợp lý theo các yêu cầu trong nhiệm vụ, chương trình sẽ lựa chọn đường hình tàu có trong thư viện mẫu trùng với kích thước đã chọn. Tuy nhiên, sau khi mất khá nhiều công sức trong một thời gian dài, nhóm nghiên cứu nhận thấy giải pháp ấy không khả thi cả trên lý thuyết lẫn thực tiễn. Chính trong giai đoạn khó khăn ấy, nhóm đã nảy sinh ý tưởng và đề xuất được giải pháp mới. Trên cơ sở chỉ dùng một tàu mẫu, chủ yếu lấy hình dạng bên ngoài của tàu như mép boong, đường dọc tâm kể cả sống mũi và đuôi, mặt cắt ngang giữa tàu… sau đó, sử dụng phép toán đồng dạng để đưa tàu mẫu về các kích thước chính của tàu thiết kế và sử dụng thuật toán mới để số hóa nhằm nhận diện và làm trơn đều bề mặt cong của vỏ tàu, kết hợp với sử dụng thuật toán tính gần đúng kết hợp với sự trợ giúp của máy tính để nắn đều dần tàu mẫu theo cả 3 chiều trong không gian cho đến khi đạt được các hệ số hình dáng đã cho. Khác với cách vẽ đường hình tàu truyền thống hiện nay, giải pháp này cho phép thiết kế đường hình tàu nói chung và đường hình tàu cá Việt Nam nói riêng đáp ứng được hàng loạt yêu cầu đặt ra. Ưu điểm của phương pháp này là không chỉ đảm bảo được các tính năng hàng hải và hiệu quả khai thác tàu theo quy định của quy phạm hiện hành mà còn đáp ứng được hàng loạt yêu cầu khác xuất phát từ đặc điểm nghề cá ở nước ta hiện nay như: Ngư trường, ngành nghề, ý thích ngư dân từng địa phương, hình dáng tàu phù hợp mẫu dân gian truyền thống từng vùng, trình độ và kinh nghiệm cơ sở đóng tàu vỏ gỗ địa phương… Từ đó, đề tài xây dựng thuật toán và viết phần mềm cho phép người dùng thiết kế đường hình tàu cá dạng 2D và 3D đáp ứng đặc điểm hình học tối ưu đã chọn, phù hợp mẫu tàu đã chọn và khả năng thi công tàu vỏ gỗ một cách nhanh chóng, trực quan, đơn giản mà không đòi hỏi kiến thức sâu về lý thuyết nhằm hướng đến khả năng ứng dụng trong thực tế sản xuất tại các cơ sở đóng tàu địa phương.
 |
| Con tàu được mô phỏng trước khi thiết kế. |
Chỉ sau ít phút từ nhập số liệu đến thực hiện chức năng đồ họa, người thiết kế đã được quan sát hình dáng con tàu trong không gian nhờ công nghệ 3D. Chức năng mô phỏng cho phép quan sát toàn bộ hình ảnh con tàu thiết kế trước khi đóng mới. Phần mềm này viết chủ yếu dành cho các tàu đánh bắt xa bờ.
Sau 2 năm nghiên cứu, TS Trần Gia Thái và cộng sự đã xây dựng được thuật toán và phần mềm thiết kế tối ưu đường hình dùng trong thiết kế tàu cá Việt Nam, từ khâu xác định các đặc điểm hình học chính của tàu cho đến việc vẽ đường hình và tính toán các tính năng đáp ứng nhu cầu đa dạng của tàu nghề cá Việt Nam; thuật toán tính các tính năng tàu theo mô hình 3D; thuật toán và phần mềm số hóa đồ thị thực nghiệm để ứng dụng trong bài toán thiết kế tàu nói chung và bài toán tính sức cản, thiết kế chân vịt nói riêng; thuật toán và phần mềm tự động hoá thiết kế và vẽ chân vịt theo mô hình 3D để chế tạo trên máy CNC.
Kết quả của giải pháp thể hiện dưới dạng một phần mềm thiết kế tàu đánh cá Việt Nam đã được áp dụng trong thực tế để thiết kế kỹ thuật và lập hồ sơ hoàn công nhiều tàu và cũng đã được chuyển giao đến nhiều đơn vị để ứng dụng trong thực tế sản xuất hiện nay như Tổng Công ty Hải sản Biển Đông (TP. Hồ Chí Minh), Doanh nghiệp Đóng tàu Hải Châu (Nghệ An). Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được nhiều nhà khoa học có uy tín trong ngành như Phó Giáo sư Trần Công Nghị, TS Phạm Ngọc Hòe… nghiệm thu và đánh giá tốt. Với kết quả nghiên cứu được đánh giá xuất sắc, có ý nghĩa thực tiễn, thành viên Hội đồng Đánh giá nghiệm thu cấp bộ đã đề xuất chủ nhiệm đề tài thiết kế một số mô hình đặc thù ứng dụng tại Khánh Hòa.
K.N
