alro65/AR-Shipdesign
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Módulo 1 fixes + Módulo 2 motor hidrostático (Tasks 13–13b)

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Fixes Module 1 UI:
- wizard_cruiser/sailing/planing: perfiles sin^n calibrados por Cm, V-bottom
  con ángulo de astilla, corrección zona sobre chine planeador
- viewer_3d: buffer hull pendiente para eliminar race condition 500ms
- viewer_lines: reescritura completa — waterlines visibles, control points
  interactivos (drag DelftShip-style), señal offsets_edited
- main_window: conecta offsets_edited → slot _on_offsets_edited_from_viewer
  que propaga cambios a todos los visores, editor, 3D y barra hidrostática

Módulo 2 — motor HydrostaticCurves (Task 13):
- integrator.py: integrate() (Simpson+trapz), waterplane_strips(), section_areas()
- upright.py: UprightHydrostatics (19 campos), compute_upright() single-pass
- curves_of_form.py: HydrostaticCurves.compute(), at_draft(), to_csv_lines(), to_dict()
- tests/test_module2_hydrostatics.py: 83 tests — Wigley V&V, monotonicidad,
  CSV export, IACS Rec.34 §4.3–4.5; todos los 224 tests pasan

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
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Alvaro Enrique Romero Donado
2026-05-27 09:11:58 -04:00
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arshipdesign/__init__.py
+2 -2
View File
@@ -1,9 +1,9 @@
"""
AR-ShipDesign — Software profesional de diseño naval.
Copyright (c) 2025 Álvaro Rodríguez. Todos los derechos reservados.
Copyright (c) 2025 Álvaro Romero. Todos los derechos reservados.
"""
__version__ = "0.1.0"
__author__ = "Álvaro Rodríguez"
__author__ = "Álvaro Romero"
__license__ = "Propietario"
arshipdesign/hydrostatics/__init__.py
+30 -1
View File
@@ -1 +1,30 @@
# arshipdesign/hydrostatics
"""
arshipdesign.hydrostatics — motor de hidrostáticos navales.
Módulos
-------
integrator Primitivas numéricas (Simpson/trapecios).
upright UprightHydrostatics (calado único) + compute_upright().
curves_of_form HydrostaticCurves (barrido de calados).
Uso rápido
----------
>>> from arshipdesign.hydrostatics import HydrostaticCurves
>>> curves = HydrostaticCurves.compute(hull, n_points=20)
>>> print(curves.displacements)
"""
from arshipdesign.hydrostatics.upright import (
UprightHydrostatics,
compute_upright,
)
from arshipdesign.hydrostatics.curves_of_form import (
HydrostaticCurves,
CSV_HEADERS,
)
__all__ = [
"UprightHydrostatics",
"compute_upright",
"HydrostaticCurves",
"CSV_HEADERS",
]
arshipdesign/hydrostatics/curves_of_form.py
+342 -2
View File
@@ -1,2 +1,342 @@
"""Curvas hidrostáticas. Stub — Sprint 2."""
raise NotImplementedError("curves_of_form — Sprint 2")
"""
HydrostaticCurves — curvas de formas hidrostáticas.
Evalúa UprightHydrostatics en *n_points* calados equidistantes entre
el 10 % del calado de diseño y el propio calado de diseño, produciendo
las curvas clásicas usadas en arquitectura naval.
Conforme con IACS Rec.34 §4 — verificación y §6 — trazabilidad.
Autor: Álvaro Romero
Módulo 2 — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
from dataclasses import dataclass, field
from typing import Iterator
import numpy as np
from arshipdesign.hydrostatics.upright import UprightHydrostatics, compute_upright
# Encabezados de exportación CSV (orden canónico)
CSV_HEADERS: tuple[str, ...] = (
"T[m]", "V[m3]", "Delta[t]", "Awp[m2]",
"LCB[m]", "LCF[m]", "KB[m]",
"IT[m4]", "IL[m4]",
"BMT[m]", "BML[m]", "KMT[m]", "KML[m]",
"TPC[t/cm]", "MCT[tm/cm]",
"Cb", "Cw", "Cm", "Cp",
)
# Mapa campo → atributo de UprightHydrostatics (mismo orden que CSV_HEADERS)
_FIELD_ATTRS: tuple[str, ...] = (
"draft", "volume", "displacement", "awp",
"lcb", "lcf", "kb",
"it", "il",
"bmt", "bml", "kmt", "kml",
"tpc", "mct",
"cb", "cw", "cm", "cp",
)
# ---------------------------------------------------------------------------
# Dataclass principal
# ---------------------------------------------------------------------------
@dataclass
class HydrostaticCurves:
"""Curvas de formas hidrostáticas de un casco naval.
Se construye con el método de clase :meth:`compute`. Una vez creado,
los puntos individuales se acceden con índice (``curves[i]``) o
iteración, y los arrays vectorizados con propiedades nombradas
(``curves.drafts``, ``curves.displacements``, etc.).
Atributos
---------
hull_name : str
Nombre del casco.
lpp : float
Eslora entre perpendiculares [m].
beam : float
Manga máxima [m].
design_draft : float
Calado de diseño [m].
rho : float
Densidad del agua usada [kg/m³].
points : list[UprightHydrostatics]
Puntos de la curva, ordenados por calado creciente.
"""
hull_name: str
lpp: float
beam: float
design_draft: float
rho: float
points: list[UprightHydrostatics] = field(default_factory=list)
# ------------------------------------------------------------------
# Constructor principal
# ------------------------------------------------------------------
@classmethod
def compute(
cls,
hull,
n_points: int = 20,
rho: float = 1025.0,
kg: float | None = None,
t_min_fraction: float = 0.10,
) -> "HydrostaticCurves":
"""Calcula las curvas hidrostáticas completas para *hull*.
Parameters
----------
hull : Hull
Casco de referencia (``arshipdesign.core.hull.Hull``).
n_points : int
Número de calados a evaluar. Mínimo 5.
rho : float
Densidad del agua [kg/m³]. Default 1025 (agua salada).
kg : float | None
KG estimado [m]. Si None se usa ``hull.depth × 0.55``.
t_min_fraction : float
Fracción del calado de diseño para el calado mínimo de cálculo.
Default 0.10 (10 %). Se aplica un piso de 1 mm.
Returns
-------
HydrostaticCurves
"""
n_points = max(5, int(n_points))
T_min = max(hull.draft * float(t_min_fraction), 1e-3)
T_max = float(hull.draft)
drafts = np.linspace(T_min, T_max, n_points)
points = [
compute_upright(hull, float(T), rho=rho, kg=kg)
for T in drafts
]
return cls(
hull_name = str(hull.name),
lpp = float(hull.lpp),
beam = float(hull.beam),
design_draft = T_max,
rho = float(rho),
points = points,
)
# ------------------------------------------------------------------
# Acceso individual y por iteración
# ------------------------------------------------------------------
def __len__(self) -> int:
return len(self.points)
def __getitem__(self, idx: int) -> UprightHydrostatics:
return self.points[idx]
def __iter__(self) -> Iterator[UprightHydrostatics]:
return iter(self.points)
def __repr__(self) -> str:
n = len(self.points)
if n:
T_range = f"{self.points[0].draft:.3f}–{self.points[-1].draft:.3f} m"
else:
T_range = "vacío"
return f"HydrostaticCurves({self.hull_name!r}, n={n}, T={T_range})"
# ------------------------------------------------------------------
# Arrays vectorizados (numpy)
# ------------------------------------------------------------------
def _col(self, attr: str) -> np.ndarray:
"""Extrae un atributo de todos los puntos como array numpy."""
return np.array([getattr(p, attr) for p in self.points])
@property
def drafts(self) -> np.ndarray:
"""Calados T [m]."""
return self._col("draft")
@property
def volumes(self) -> np.ndarray:
"""Volúmenes de desplazamiento V [m³]."""
return self._col("volume")
@property
def displacements(self) -> np.ndarray:
"""Desplazamientos Δ [t]."""
return self._col("displacement")
@property
def awp_values(self) -> np.ndarray:
"""Áreas de flotación Awp [m²]."""
return self._col("awp")
@property
def lcb_values(self) -> np.ndarray:
"""LCB desde AP [m]."""
return self._col("lcb")
@property
def lcf_values(self) -> np.ndarray:
"""LCF desde AP [m]."""
return self._col("lcf")
@property
def kb_values(self) -> np.ndarray:
"""KB sobre la quilla [m]."""
return self._col("kb")
@property
def bmt_values(self) -> np.ndarray:
"""Radios metacéntricos transversales BM_T [m]."""
return self._col("bmt")
@property
def bml_values(self) -> np.ndarray:
"""Radios metacéntricos longitudinales BM_L [m]."""
return self._col("bml")
@property
def kmt_values(self) -> np.ndarray:
"""Alturas metacéntricas transversales KM_T [m]."""
return self._col("kmt")
@property
def kml_values(self) -> np.ndarray:
"""Alturas metacéntricas longitudinales KM_L [m]."""
return self._col("kml")
@property
def tpc_values(self) -> np.ndarray:
"""TPC [t/cm]."""
return self._col("tpc")
@property
def mct_values(self) -> np.ndarray:
"""MCT [t·m/cm]."""
return self._col("mct")
@property
def cb_values(self) -> np.ndarray:
"""Coeficientes de bloque Cb [-]."""
return self._col("cb")
@property
def cw_values(self) -> np.ndarray:
"""Coeficientes de flotación Cw [-]."""
return self._col("cw")
@property
def cm_values(self) -> np.ndarray:
"""Coeficientes de cuaderna maestra Cm [-]."""
return self._col("cm")
@property
def cp_values(self) -> np.ndarray:
"""Coeficientes prismáticos Cp [-]."""
return self._col("cp")
# ------------------------------------------------------------------
# Interpolación a calado arbitrario
# ------------------------------------------------------------------
def at_draft(self, T: float) -> UprightHydrostatics:
"""Interpola linealmente todos los hidrostáticos al calado *T*.
Parameters
----------
T : float
Calado de consulta [m]. Se clampea al rango [T_min, T_design].
Returns
-------
UprightHydrostatics
Valores interpolados en *T*.
"""
drafts_arr = self.drafts
T_clamped = float(np.clip(T, drafts_arr[0], drafts_arr[-1]))
kwargs: dict[str, float] = {"draft": T_clamped}
for attr in _FIELD_ATTRS:
if attr == "draft":
continue
col = self._col(attr)
kwargs[attr] = float(np.interp(T_clamped, drafts_arr, col))
return UprightHydrostatics(**kwargs) # type: ignore[arg-type]
# ------------------------------------------------------------------
# Exportación
# ------------------------------------------------------------------
def to_csv_lines(self, sep: str = ",", decimal: str = ".") -> list[str]:
"""Genera las líneas CSV (encabezado + datos).
No requiere pandas.
Parameters
----------
sep : str
Separador de campos. Default ``','``.
decimal : str
Separador decimal. Default ``'.'``.
Returns
-------
list[str]
Lista de cadenas, cada una es una línea CSV sin ``\\n`` final.
"""
lines = [sep.join(CSV_HEADERS)]
for p in self.points:
row = [
f"{p.draft:.4f}", f"{p.volume:.4f}",
f"{p.displacement:.4f}", f"{p.awp:.4f}",
f"{p.lcb:.4f}", f"{p.lcf:.4f}",
f"{p.kb:.4f}", f"{p.it:.4f}",
f"{p.il:.4f}", f"{p.bmt:.4f}",
f"{p.bml:.4f}", f"{p.kmt:.4f}",
f"{p.kml:.4f}", f"{p.tpc:.4f}",
f"{p.mct:.4f}", f"{p.cb:.4f}",
f"{p.cw:.4f}", f"{p.cm:.4f}",
f"{p.cp:.4f}",
]
if decimal != ".":
row = [v.replace(".", decimal) for v in row]
lines.append(sep.join(row))
return lines
def to_dict(self) -> dict:
"""Serializa a dict JSON-serializable.
Útil para almacenar resultados en el archivo ``.arsd``.
"""
return {
"hull_name": self.hull_name,
"lpp": self.lpp,
"beam": self.beam,
"design_draft": self.design_draft,
"rho": self.rho,
"headers": list(CSV_HEADERS),
"points": [
{
"T": p.draft, "V": p.volume,
"Delta": p.displacement, "Awp": p.awp,
"LCB": p.lcb, "LCF": p.lcf,
"KB": p.kb, "IT": p.it,
"IL": p.il, "BMT": p.bmt,
"BML": p.bml, "KMT": p.kmt,
"KML": p.kml, "TPC": p.tpc,
"MCT": p.mct, "Cb": p.cb,
"Cw": p.cw, "Cm": p.cm,
"Cp": p.cp,
}
for p in self.points
],
}
arshipdesign/hydrostatics/integrator.py
+95 -2
View File
@@ -1,2 +1,95 @@
"""Integradores Simpson. Stub — Sprint 2."""
raise NotImplementedError("integrator — Sprint 2")
"""
Integradores numéricos para hidrostáticos navales.
Regla de Simpson con fallback a trapecios cuando hay menos de 3 puntos.
Conforme con IACS Rec.34 §4.2 — métodos de integración numérica.
Autor: Álvaro Romero
Módulo 2 — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
import numpy as np
from scipy.integrate import simpson as _scipy_simpson
# ---------------------------------------------------------------------------
# Integración 1D
# ---------------------------------------------------------------------------
def integrate(y: np.ndarray, x: np.ndarray) -> float:
"""Integra y(x) usando la regla de Simpson (fallback a trapecios ≤ 2 pts).
Parameters
----------
y : array_like, shape (n,)
Ordenadas.
x : array_like, shape (n,)
Abscisas, monótonamente crecientes.
Returns
-------
float
∫ y dx
"""
y = np.asarray(y, dtype=float)
x = np.asarray(x, dtype=float)
n = len(x)
if n < 2:
return 0.0
if n >= 3:
return float(_scipy_simpson(y, x=x))
return float(np.trapz(y, x))
# ---------------------------------------------------------------------------
# Primitivas para plano de flotación y secciones
# ---------------------------------------------------------------------------
def waterplane_strips(offsets_table, draft: float) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
"""Devuelve (x_stations, y_half_breadths) en el calado *draft*.
Parameters
----------
offsets_table : OffsetsTable
Tabla de offsets del casco.
draft : float
Calado al que se evalúa el plano de flotación [m].
Returns
-------
x : np.ndarray, shape (n_sta,)
Posiciones longitudinales de las estaciones [m].
y : np.ndarray, shape (n_sta,)
Semi-mangas en el plano draft [m].
"""
x = offsets_table.x_stations
y = np.array([offsets_table.half_breadth(xi, float(draft)) for xi in x])
return x, y
def section_areas_and_centroids(
sections: list, draft: float
) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray, np.ndarray]:
"""Devuelve (x, areas, centroides_z) para todas las secciones al calado *draft*.
Parameters
----------
sections : list[Section]
Lista de secciones del casco.
draft : float
Calado de cálculo [m].
Returns
-------
x : np.ndarray, shape (n_sec,)
Posiciones longitudinales [m].
areas : np.ndarray, shape (n_sec,)
Áreas sumergidas [m²].
cz : np.ndarray, shape (n_sec,)
Centroides verticales de cada sección [m desde quilla].
"""
x = np.array([s.x for s in sections])
a = np.array([s.area(draft=draft) for s in sections])
cz = np.array([s.centroid_z(draft=draft) for s in sections])
return x, a, cz
arshipdesign/hydrostatics/upright.py
+227 -2
View File
@@ -1,2 +1,227 @@
"""Hidrostáticos vertical. Stub — Sprint 2."""
raise NotImplementedError("upright — Sprint 2")
"""
UprightHydrostatics — hidrostáticos en condición vertical (quilla recta).
Calcula el conjunto completo de variables hidrostáticas para un calado
dado: volumen, desplazamiento, plano de flotación, metacentros, TPC, MCT
y los cuatro coeficientes de forma.
Conforme con IACS Rec.34 §4.3 — verificación analítica y §6 — trazabilidad.
Autor: Álvaro Romero
Módulo 2 — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
from dataclasses import dataclass
import numpy as np
from arshipdesign.hydrostatics.integrator import (
integrate,
waterplane_strips,
section_areas_and_centroids,
)
# ---------------------------------------------------------------------------
# Dataclass de resultado
# ---------------------------------------------------------------------------
@dataclass
class UprightHydrostatics:
"""Conjunto completo de hidrostáticos upright a un calado dado.
Todos los valores referidos a:
- Origen longitudinal: AP (x = 0)
- Origen vertical: quilla (z = 0)
- Plano de crujía: eje de simetría
Atributos
---------
draft : float
Calado T [m].
volume : float
Volumen de desplazamiento V [m³].
displacement : float
Desplazamiento Δ [t] (agua salada ρ = 1025 kg/m³ por defecto).
awp : float
Área del plano de flotación Awp [m²].
lcb : float
Centro longitudinal de carena desde AP LCB [m].
lcf : float
Centro longitudinal de flotación desde AP LCF [m].
kb : float
Altura del centro de carena sobre la quilla KB [m].
it : float
Segundo momento transversal del plano de flotación IT [m⁴].
il : float
Segundo momento longitudinal del plano de flotación IL [m⁴].
bmt : float
Radio metacéntrico transversal BM_T = IT / V [m].
bml : float
Radio metacéntrico longitudinal BM_L = IL / V [m].
kmt : float
Altura del metacentro transversal KM_T = KB + BM_T [m].
kml : float
Altura del metacentro longitudinal KM_L = KB + BM_L [m].
tpc : float
Toneladas por centímetro de inmersión TPC [t/cm].
mct : float
Momento para cambiar asiento 1 cm MCT [t·m/cm].
cb : float
Coeficiente de bloque Cb [-].
cw : float
Coeficiente de plano de flotación Cw [-].
cm : float
Coeficiente de cuaderna maestra Cm [-].
cp : float
Coeficiente prismático Cp [-].
"""
draft: float
volume: float
displacement: float
awp: float
lcb: float
lcf: float
kb: float
it: float
il: float
bmt: float
bml: float
kmt: float
kml: float
tpc: float
mct: float
cb: float
cw: float
cm: float
cp: float
# ---------------------------------------------------------------------------
# Función de cálculo
# ---------------------------------------------------------------------------
def compute_upright(
hull,
draft: float,
rho: float = 1025.0,
kg: float | None = None,
) -> UprightHydrostatics:
"""Calcula todos los hidrostáticos upright para *hull* al calado *draft*.
El cálculo se realiza en una sola pasada sobre las secciones, reutilizando
los arrays intermedios para evitar redundancia.
Parameters
----------
hull : Hull
Casco de referencia (objeto ``arshipdesign.core.hull.Hull``).
draft : float
Calado de cálculo T [m]. Si T ≤ 0, retorna ceros.
rho : float
Densidad del agua [kg/m³]. Default 1025 (agua salada).
kg : float | None
Altura del centro de gravedad KG [m]. Si None se estima
como ``hull.depth × 0.55`` (buque en rosca, conservador).
Returns
-------
UprightHydrostatics
Todos los hidrostáticos al calado *draft*.
"""
T = float(draft)
# Caso degenerado (calado nulo o negativo)
if T <= 1e-6:
return _zero_hydrostatics(T)
# ----------------------------------------------------------------
# 1. Secciones transversales → volumen, LCB, KB
# ----------------------------------------------------------------
sections = hull.offsets.to_sections()
x_s, areas, cz = section_areas_and_centroids(sections, T)
vol = abs(integrate(areas, x_s))
delta = vol * rho / 1000.0
if vol > 1e-12:
lcb = integrate(areas * x_s, x_s) / vol
kb = integrate(areas * cz, x_s) / vol
else:
lcb = hull.lpp / 2.0
kb = T / 2.0
# ----------------------------------------------------------------
# 2. Plano de flotación → Awp, LCF, IT, IL
# ----------------------------------------------------------------
x_wl, y_wl = waterplane_strips(hull.offsets, T)
strip = 2.0 * y_wl # ancho total a cada x
awp = abs(integrate(strip, x_wl))
if awp > 1e-12:
lcf = integrate(strip * x_wl, x_wl) / awp
else:
lcf = hull.lpp / 2.0
# IT = (2/3) · ∫ y³ dx (Rawson & Tupper §3.2)
it = abs(integrate((2.0 / 3.0) * y_wl ** 3, x_wl))
# IL = ∫ 2y · (x − LCF)² dx
il = abs(integrate(strip * (x_wl - lcf) ** 2, x_wl))
# ----------------------------------------------------------------
# 3. Radios metacéntricos
# ----------------------------------------------------------------
bmt = it / vol if vol > 1e-12 else 0.0
bml = il / vol if vol > 1e-12 else 0.0
kmt = kb + bmt
kml = kb + bml
# ----------------------------------------------------------------
# 4. TPC y MCT
# ----------------------------------------------------------------
tpc = awp * rho / 100_000.0
kg_val = hull.depth * 0.55 if kg is None else float(kg)
gml = max(kb + bml - kg_val, 0.0)
mct = delta * gml / (100.0 * hull.lpp) if hull.lpp > 1e-12 else 0.0
# ----------------------------------------------------------------
# 5. Coeficientes de forma
# ----------------------------------------------------------------
cb = vol / (hull.lpp * hull.beam * T) if (hull.lpp * hull.beam * T) > 1e-12 else 0.0
cw = awp / (hull.lpp * hull.beam) if (hull.lpp * hull.beam) > 1e-12 else 0.0
# Área de cuaderna maestra: interpolar en x_mid
x_mid = hull.lpp / 2.0
am = float(np.interp(x_mid, x_s, areas))
cm = am / (hull.beam * T) if (hull.beam * T) > 1e-12 else 0.0
cp = vol / (am * hull.lpp) if (am * hull.lpp) > 1e-12 else 0.0
return UprightHydrostatics(
draft=T, volume=vol, displacement=delta,
awp=awp, lcb=lcb, lcf=lcf, kb=kb,
it=it, il=il,
bmt=bmt, bml=bml, kmt=kmt, kml=kml,
tpc=tpc, mct=mct,
cb=cb, cw=cw, cm=cm, cp=cp,
)
# ---------------------------------------------------------------------------
# Auxiliar privado
# ---------------------------------------------------------------------------
def _zero_hydrostatics(draft: float) -> UprightHydrostatics:
"""Devuelve un UprightHydrostatics con todos los valores en cero."""
return UprightHydrostatics(
draft=draft, volume=0.0, displacement=0.0,
awp=0.0, lcb=0.0, lcf=0.0, kb=0.0,
it=0.0, il=0.0,
bmt=0.0, bml=0.0, kmt=0.0, kml=0.0,
tpc=0.0, mct=0.0,
cb=0.0, cw=0.0, cm=0.0, cp=0.0,
)
arshipdesign/parametric/wizard_cruiser.py
+40 -13
View File
@@ -15,12 +15,45 @@ Autor: Álvaro Romero | Sprint 2A — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
import math
import numpy as np
from arshipdesign.core.hull import Hull
from arshipdesign.core.offsets import OffsetsTable
# ---------------------------------------------------------------------------
# Forma de sección — carena redonda tipo desplazamiento
# ---------------------------------------------------------------------------
def _round_bilge_section(z: float, T: float, y_wl: float, Cm: float) -> float:
"""
Sección de carena redonda parametrizada por Cm.
Usa la forma y = y_wl · sin(π/2 · (z/T)ⁿ) donde n se obtiene de Cm.
- n < 1 → sección llena (Cm alto), convexa hacia afuera
- n = 1 → arco de círculo (Cm ≈ 0.637)
- n > 1 → sección en V (Cm bajo), convexa hacia el eje
Propiedades garantizadas:
y(z=0) = 0 (quilla puntual)
y(z=T) = y_wl (manga en flotación)
dy/dz ≥ 0 (monótona, sin inflexión indeseada)
"""
if y_wl < 1e-9 or T < 1e-9:
return 0.0
t = min(1.0, max(0.0, z / T))
if t < 1e-12:
return 0.0
# Tabla calibrada Cm → n (verificada contra integración numérica)
_CM = [0.45, 0.55, 0.65, 0.75, 0.82, 0.88, 0.94]
_N = [2.20, 1.60, 1.15, 0.80, 0.58, 0.42, 0.28]
n = float(np.interp(Cm, _CM, _N))
return float(y_wl * math.sin(math.pi / 2.0 * t ** n))
def make_displacement_hull(
name: str = "Crucero de Desplazamiento",
lpp: float = 12.0,
@@ -53,26 +86,20 @@ def make_displacement_hull(
lcb_shift = 2.0 * (lcb_frac - 0.5) # ∈ [−1, 1]
f_plan = _displacement_plan_form(xi, cb, lcb_shift)
# ── Exponente de forma de sección ──────────────────────────────────
# alpha controla la plenitud de la sección transversal
# alpha pequeño → sección llena (Cm alto)
# alpha = 2*(1 - Cm) según aproximación de Munro-Smith
alpha_mid = max(0.25, 2.0 * (1.0 - cm)) # ≈ 0.28 para Cm=0.86
data = np.zeros((n_stations, n_waterlines))
for i in range(n_stations):
y_wl = (beam / 2.0) * f_plan[i]
# El exponente de sección varía: más fino en proa/popa
local_fullness = f_plan[i]
# En extremos (local_fullness→0) el exponente sube → sección más en V
alpha = alpha_mid + (1.0 - alpha_mid) * (1.0 - local_fullness ** 0.5)
alpha = np.clip(alpha, alpha_mid, 0.80)
# Cm varía a lo largo de la eslora: lleno en midship, más en V en extremos.
# f_plan[i]=1 → midship → Cm=cm; f_plan[i]→0 → extremos → Cm≈0.52
local_cm = float(np.clip(
cm * (0.42 + 0.58 * f_plan[i] ** 0.40),
0.52, cm
))
for j, z in enumerate(z_wl):
v = z / draft # ∈ [0, 1]
data[i, j] = y_wl * (v ** alpha)
data[i, j] = _round_bilge_section(z, draft, y_wl, local_cm)
data = np.clip(data, 0.0, None)
arshipdesign/parametric/wizard_planing.py
+5 -3
View File
@@ -89,9 +89,11 @@ def make_planing_hull(
tan_dr = max(np.tan(dr), 0.01)
y_chine_dr = z_c / tan_dr
y_chine = min(y_chine_dr, y_max)
# Ligero ensanchamiento por encima del chine
y = y_chine + (y_max - y_chine) * flare * (z - z_c) / (draft - z_c + 1e-9)
y = min(y, y_max)
# Costado recto (hard-chine) desde y_chine hasta y_max en cubierta.
# El parámetro flare añade ensanche adicional sobre y_max.
t_side = (z - z_c) / (draft - z_c + 1e-9)
y = y_chine + (y_max * (1.0 + flare) - y_chine) * t_side
y = min(y, y_max * (1.0 + flare))
data[i, j] = max(0.0, y)
arshipdesign/parametric/wizard_sailing_mono.py
+56 -11
View File
@@ -16,12 +16,59 @@ Autor: Álvaro Romero | Sprint 2A — AR-ShipDesign
"""
from __future__ import annotations
import math
import numpy as np
from arshipdesign.core.hull import Hull
from arshipdesign.core.offsets import OffsetsTable
# ---------------------------------------------------------------------------
# Forma de sección — velero (V-fondo + cuerpo redondeado)
# ---------------------------------------------------------------------------
def _sailing_section(
z: float, T: float, y_wl: float, Cm: float, deadrise_deg: float
) -> float:
"""
Sección de velero con V-fondo y cuerpo redondeado.
Dos zonas:
- [0, z_b]: Fondo en V recto definido por el ángulo de astilla muerta.
- [z_b, T]: Cuerpo redondeado (sin^n) desde el pantoque hasta la flotación.
Propiedades:
y(z=0) = 0 (quilla)
y(z=T) = y_wl (manga en flotación)
Continuidad C⁰ en z=z_b
"""
if y_wl < 1e-9 or T < 1e-9:
return 0.0
t_full = min(1.0, max(0.0, z / T))
if t_full < 1e-12:
return 0.0
# Altura del pantoque (bilge): 40 % del calado
z_b = 0.40 * T
# Semi-manga en el pantoque desde el ángulo de astilla
# y_b_v = z_b / tan(deadrise) → capped al 65% de y_wl
dr_rad = math.radians(max(5.0, min(deadrise_deg, 80.0)))
y_b_v = z_b / math.tan(dr_rad)
y_b = min(y_b_v, 0.65 * y_wl)
if z <= z_b:
# Fondo en V: lineal desde (0,0) hasta (z_b, y_b)
return y_b * z / z_b if z_b > 1e-9 else 0.0
else:
# Cuerpo redondeado desde (z_b, y_b) hasta (T, y_wl)
t = (z - z_b) / (T - z_b)
_CM = [0.42, 0.55, 0.65, 0.75, 0.83]
_N = [2.50, 1.70, 1.20, 0.82, 0.55]
n = float(np.interp(Cm, _CM, _N))
return float(y_b + (y_wl - y_b) * math.sin(math.pi / 2.0 * t ** n))
def make_sailing_hull(
name: str = "Velero Monocasco",
lpp: float = 10.0,
@@ -59,24 +106,22 @@ def make_sailing_hull(
# Plan form: fina en proa, moderadamente llena a popa
f_plan = _sailing_plan_form(xi, cb, lcb_shift)
# Exponente de sección
alpha_mid = max(0.30, 2.0 * (1.0 - cm)) # ≈ 0.50 para Cm=0.75
data = np.zeros((n_stations, n_waterlines))
dr_mid_rad = np.radians(deadrise_mid)
for i in range(n_stations):
y_wl = (beam / 2.0) * f_plan[i]
# Interpolar entre sección en V (extremos) y sección redonda (midship)
local_f = f_plan[i]
alpha = alpha_mid + (0.75 - alpha_mid) * (1.0 - local_f ** 0.7)
alpha = np.clip(alpha, alpha_mid, 0.80)
# Cm y deadrise varían a lo largo de la eslora.
# Midship: Cm=cm, deadrise=deadrise_mid
# Extremos: más en V (menor Cm, mayor deadrise)
local_cm = float(np.clip(
cm * (0.38 + 0.62 * f_plan[i] ** 0.45),
0.42, cm
))
local_dr = deadrise_mid + (60.0 - deadrise_mid) * max(0.0, 1.0 - f_plan[i] ** 0.5)
for j, z in enumerate(z_wl):
v = z / draft
y = y_wl * (v ** alpha)
data[i, j] = max(0.0, y)
data[i, j] = max(0.0, _sailing_section(z, draft, y_wl, local_cm, local_dr))
offsets = OffsetsTable(
x_stations=x_sta,
arshipdesign/ui/i18n/en.json
+1 -1
View File
@@ -69,7 +69,7 @@
"type_workboat": "Workboat",
"about_title": "About AR-ShipDesign",
"about_version": "Version",
"about_copyright": "Copyright © 2025 Álvaro Rodríguez. All rights reserved.",
"about_copyright": "Copyright © 2025 Álvaro Romero. All rights reserved.",
"tooltip_kmt": "KMT = KB + IT/∇ (transverse metacentric height)",
"tooltip_gmt": "GMT = KMT − KG (corrected metacentric height)",
"tooltip_tpc": "TPC = Aw · ρ / 100 (tonnes per cm immersion)",
arshipdesign/ui/i18n/es.json
+1 -1
View File
@@ -69,7 +69,7 @@
"type_workboat": "Workboat / Embarcación de trabajo",
"about_title": "Acerca de AR-ShipDesign",
"about_version": "Versión",
"about_copyright": "Copyright © 2025 Álvaro Rodríguez",
"about_copyright": "Copyright © 2025 Álvaro Romero",
"tooltip_kmt": "KMT = KB + IT/∇ (altura metacéntrica transversal)",
"tooltip_gmt": "GMT = KMT − KG (altura metacéntrica corregida)",
"tooltip_tpc": "TPC = Aw · ρ / 100 (toneladas por cm de inmersión)",
arshipdesign/ui/main_window.py
+34 -2
View File
@@ -860,6 +860,10 @@ class MainWindow(QMainWindow):
if _vp is not None:
_vp.set_canvas(_widget)
# Conectar edición interactiva de control points → propagar a todos los visores
self._viewer_bodyplan.offsets_edited.connect(self._on_offsets_edited_from_viewer)
self._viewer_plan.offsets_edited.connect(self._on_offsets_edited_from_viewer)
# Editor interactivo de offsets (sustituye el placeholder MOD_OFFSETS)
from arshipdesign.ui.widgets.offsets_editor import OffsetsEditor
self._offsets_editor = OffsetsEditor()
@@ -1316,11 +1320,39 @@ class MainWindow(QMainWindow):
"""Slot: el editor de offsets reconstruyo el Hull — propagar a visores y proyecto."""
self._current_hull = hull
if self._project is not None:
self._project.set_hull(hull) # mantener proyecto sincronizado
# _skip_offsets_editor=True para no re-poblar la tabla (ya esta actualizada)
self._project.set_hull(hull)
self._load_hull_viewers(hull, _skip_offsets_editor=True)
self.statusBar().showMessage(f"Offsets actualizados — {hull.name}")
def _on_offsets_edited_from_viewer(self, offsets_table) -> None:
"""Slot: un visor 2D editó un punto de control — sincronizar todos los visores.
La OffsetsTable ya fue modificada in-place por el visor (durante el drag).
Aquí propagamos el cambio al visor 3D, al panel de hidrostáticos y al
editor de offsets, e informamos al proyecto del estado nuevo.
"""
hull = self._current_hull
if hull is None:
return
# hull.offsets ya contiene los cambios (modificación in-place del visor)
if self._project is not None:
self._project.set_hull(hull)
# Refrescar la vista cruzada (edición body plan actualiza planta y viceversa)
self._viewer_bodyplan.set_hull(hull)
self._viewer_profile.set_hull(hull)
self._viewer_plan.set_hull(hull)
# Sincronizar editor de tabla de offsets
self._offsets_editor.set_hull(hull)
# Actualizar visor 3D con la geometría nueva
if self._viewer_3d is not None:
try:
self._viewer_3d.load_hull(hull)
except Exception as exc:
logger.warning("Error al actualizar visor 3D: %s", exc)
# Actualizar barra de hidrostáticos
self._update_hydrostatics(hull)
self.statusBar().showMessage(f"Geometría editada — {hull.name}")
def _update_hydrostatics(self, hull) -> None:
"""Calcula hidrostáticos al calado de diseño y actualiza la barra inferior.
arshipdesign/ui/widgets/viewer_3d.py
+11 -2
View File
@@ -54,6 +54,7 @@ class Viewer3DWidget(QWidget):
super().__init__(parent)
self._plotter: Optional["QtInteractor"] = None
self._ready = False
self._pending_hull = None # hull recibido antes de que el plotter esté listo
self._build_ui()
# ------------------------------------------------------------------
@@ -105,7 +106,12 @@ class Viewer3DWidget(QWidget):
# Configurar tema dark para que combine con la UI
self._plotter.set_background("#1a1d30") # viewportCanvas color
# Cargar casco Wigley como geometría de bienvenida
# Cargar casco pendiente (recibido antes del init) o Wigley por defecto
if self._pending_hull is not None:
mesh = self._pending_hull.to_mesh()
self._render_hull_mesh(mesh)
self._pending_hull = None
else:
self._load_default_wigley()
self._ready = True
logger.info("Viewer3DWidget: QtInteractor iniciado correctamente")
@@ -136,12 +142,15 @@ class Viewer3DWidget(QWidget):
def load_hull(self, hull) -> None:
"""Carga un objeto Hull en el visor.
Si el plotter aún no ha terminado de inicializarse (race condition de 500 ms),
guarda el hull como pendiente — se cargará al final de _init_plotter().
Parámetros
----------
hull : arshipdesign.core.hull.Hull
"""
if not self._ready or self._plotter is None:
logger.warning("Viewer3DWidget no listo — hull no cargado")
self._pending_hull = hull # se cargará cuando _init_plotter termine
return
try:
mesh = hull.to_mesh()
arshipdesign/ui/widgets/viewer_lines.py
+301 -149
View File
@@ -1,13 +1,17 @@
"""
Visores 2D del plano de líneas del casco.
Visores 2D del plano de líneas del casco — con edición interactiva.
Tres widgets especializados basados en QPainter:
• BodyPlanViewer — secciones transversales (body plan)
• ProfileViewer — perfil lateral (líneas de agua, cubierta, quilla)
• PlanViewer — vista de planta (líneas de agua desde arriba)
Cada uno acepta un objeto Hull y se actualiza al llamar set_hull().
Soportan zoom con rueda del ratón y paneo con botón central/derecho.
Cada visor muestra la malla de puntos de control de la OffsetsTable.
El usuario puede arrastrar cualquier punto para modificar la geometría;
al soltar se emite la señal ``offsets_edited(OffsetsTable)``.
Soportan zoom con rueda del ratón y paneo con botón medio/derecho.
Doble clic restablece el encuadre automático.
Referencia:
Rawson & Tupper, "Basic Ship Theory", 5th ed., Cap. 1 — Lines Plan.
@@ -21,9 +25,9 @@ import math
from typing import Optional
import numpy as np
from PySide6.QtCore import QPointF, QRectF, Qt
from PySide6.QtCore import QPointF, QRectF, Qt, Signal
from PySide6.QtGui import (
QColor, QFont, QPainter, QPainterPath, QPen, QWheelEvent,
QBrush, QColor, QFont, QPainter, QPainterPath, QPen, QWheelEvent,
)
from PySide6.QtWidgets import QWidget
@@ -34,44 +38,61 @@ from arshipdesign.core.hull import Hull
# Paleta del tema
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
_BG = QColor("#1a1d30")
_GRID = QColor("#2a3060")
_WATERLINE = QColor("#4da8ff") # azul cyan
_SECTION = QColor("#48a858") # verde
_PROFILE = QColor("#e8a020") # dorado
_DECK = QColor("#8868c8") # púrpura
_KEEL = QColor("#e06060") # rojo suave
_GRID = QColor("#2a3060") # Estaciones (muy tenue)
_WATERLINE = QColor("#4da8ff") # Líneas de agua
_WL_DESIGN = QColor("#00d4ff") # Flotación de diseño (más gruesa)
_SECTION = QColor("#48a858") # Secciones de proa (verde)
_SECTION_AFT= QColor("#4da8ff") # Secciones de popa (azul)
_MIDSHIP = QColor("#e8a020") # Cuaderna maestra (dorado)
_DECK = QColor("#8868c8") # Línea de cubierta (púrpura)
_KEEL = QColor("#e06060") # Quilla (rojo suave)
_TEXT = QColor("#7a8ba8")
_AXIS = QColor("#3e4255")
_WL_DESIGN = QColor("#4da8ff") # flotación de diseño (más gruesa)
# Puntos de control (malla editable)
_CPT_NORMAL = QColor("#c8d8f0") # blanco-azulado
_CPT_HOVER = QColor("#ffd700") # oro
_CPT_DRAG = QColor("#ff5555") # rojo activo
_CPT_RADIUS = 4.0 # px en reposo
_CPT_HIT = 14.0 # px umbral de captura
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
# Base común
# Clase base
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
class _BaseViewer(QWidget):
"""Widget base con zoom/paneo común."""
"""Widget base con zoom/paneo y edición de puntos de control."""
# Emitido cuando el usuario arrastra un punto y suelta el botón
offsets_edited = Signal(object) # OffsetsTable modificada
def __init__(self, parent: Optional[QWidget] = None) -> None:
super().__init__(parent)
self._hull: Optional[Hull] = None
self._scale = 1.0
self._offset = QPointF(0.0, 0.0)
self._drag_start: Optional[QPointF] = None
self.setMouseTracking(True)
self._pan_start: Optional[QPointF] = None # para paneo (botón medio/derecho)
# Estado de edición de puntos de control
self._hover_idx: Optional[tuple[int, int]] = None # (station, waterline)
self._drag_idx: Optional[tuple[int, int]] = None
self._drag_orig: float = 0.0 # valor antes del drag (para deshacer si se escapa)
self.setMouseTracking(True)
self.setCursor(Qt.CursorShape.ArrowCursor)
# ─── API pública ──────────────────────────────────────────────────────────
# ------------------------------------------------------------------
def set_hull(self, hull: Optional[Hull]) -> None:
self._hull = hull
self._hover_idx = None
self._drag_idx = None
self._fit_to_view()
self.update()
# ------------------------------------------------------------------
# Transformación mundo → pantalla
# ------------------------------------------------------------------
# ─── Transform mundo ↔ pantalla ──────────────────────────────────────────
def _w2s(self, wx: float, wy: float) -> QPointF:
"""Coordenada mundo → coordenada de pantalla."""
return QPointF(
wx * self._scale + self._offset.x(),
wy * self._scale + self._offset.y(),
@@ -84,7 +105,6 @@ class _BaseViewer(QWidget):
)
def _fit_to_view(self) -> None:
"""Ajusta zoom y offset para encuadrar el casco."""
if self._hull is None:
return
bbox = self._world_bbox()
@@ -96,30 +116,29 @@ class _BaseViewer(QWidget):
return
pw, ph = max(self.width(), 100), max(self.height(), 100)
margin = 0.08
scale_x = pw * (1 - margin * 2) / ww
scale_y = ph * (1 - margin * 2) / wh
self._scale = min(scale_x, scale_y)
# Centrar
self._scale = min(
pw * (1 - margin * 2) / ww,
ph * (1 - margin * 2) / wh,
)
cx = pw / 2 - (wx0 + ww / 2) * self._scale
cy = ph / 2 - (wy0 + wh / 2) * self._scale
self._offset = QPointF(cx, cy)
def _world_bbox(self) -> Optional[tuple[float, float, float, float]]:
return None # subclases lo sobreescriben
return None # subclases
# ------------------------------------------------------------------
# Eventos
# ------------------------------------------------------------------
# ─── Eventos ─────────────────────────────────────────────────────────────
def resizeEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
def resizeEvent(self, event) -> None:
self._fit_to_view()
super().resizeEvent(event)
def wheelEvent(self, event: QWheelEvent) -> None:
if self._drag_idx is not None:
return
delta = event.angleDelta().y()
factor = 1.15 if delta > 0 else 1.0 / 1.15
pos = event.position()
# Zoom centrado en el cursor
self._offset = QPointF(
pos.x() + (self._offset.x() - pos.x()) * factor,
pos.y() + (self._offset.y() - pos.y()) * factor,
@@ -127,60 +146,111 @@ class _BaseViewer(QWidget):
self._scale *= factor
self.update()
def mousePressEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
if event.button() in (Qt.MouseButton.MiddleButton,
Qt.MouseButton.RightButton):
self._drag_start = event.position()
def mousePressEvent(self, event) -> None:
btn = event.button()
if btn == Qt.MouseButton.LeftButton and self._hull is not None:
idx = self._hit_test(event.position())
if idx is not None:
self._drag_idx = idx
self._drag_orig = float(self._hull.offsets.data[idx[0], idx[1]])
self.setCursor(Qt.CursorShape.SizeAllCursor)
event.accept()
return
if btn in (Qt.MouseButton.MiddleButton, Qt.MouseButton.RightButton):
self._pan_start = event.position()
def mouseMoveEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
if self._drag_start is not None:
d = event.position() - self._drag_start
def mouseMoveEvent(self, event) -> None:
# ── Paneo ─────────────────────────────────────────────────────────
if self._pan_start is not None:
d = event.position() - self._pan_start
self._offset += d
self._drag_start = event.position()
self._pan_start = event.position()
self.update()
return
# ── Arrastre de punto de control ──────────────────────────────────
if self._drag_idx is not None and self._hull is not None:
self._apply_drag(event.position(), self._drag_idx)
self.update()
return
# ── Hover ─────────────────────────────────────────────────────────
old = self._hover_idx
if self._hull is not None:
self._hover_idx = self._hit_test(event.position())
else:
self._hover_idx = None
cursor = (Qt.CursorShape.SizeAllCursor
if self._hover_idx is not None
else Qt.CursorShape.ArrowCursor)
self.setCursor(cursor)
if self._hover_idx != old:
self.update()
def mouseReleaseEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
self._drag_start = None
def mouseReleaseEvent(self, event) -> None:
if event.button() == Qt.MouseButton.LeftButton and self._drag_idx is not None:
self._drag_idx = None
self.setCursor(Qt.CursorShape.ArrowCursor)
if self._hull is not None:
self.offsets_edited.emit(self._hull.offsets)
event.accept()
return
if event.button() in (Qt.MouseButton.MiddleButton, Qt.MouseButton.RightButton):
self._pan_start = None
def mouseDoubleClickEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
def mouseDoubleClickEvent(self, event) -> None:
self._fit_to_view()
self.update()
# ------------------------------------------------------------------
# Helpers de dibujo
# ------------------------------------------------------------------
# ─── Métodos de edición (implementados por subclases) ────────────────────
def _hit_test(self, pos: QPointF) -> Optional[tuple[int, int]]:
"""Busca el punto de control más cercano dentro del umbral de captura."""
return None # subclases
def _apply_drag(self, pos: QPointF, idx: tuple[int, int]) -> None:
"""Actualiza la OffsetsTable con la nueva posición del ratón."""
pass # subclases
# ─── Helpers de dibujo ───────────────────────────────────────────────────
def _draw_background(self, p: QPainter) -> None:
p.fillRect(self.rect(), _BG)
def _draw_axes(self, p: QPainter,
x0w: float, x1w: float, y0w: float, y1w: float,
x_label: str = "x [m]", y_label: str = "y [m]") -> None:
"""Ejes y grilla con etiquetas."""
p.setPen(QPen(_AXIS, 1, Qt.PenStyle.SolidLine))
# Eje X
p0 = self._w2s(x0w, 0.0)
p1 = self._w2s(x1w, 0.0)
p.drawLine(p0, p1)
# Eje Y
p0 = self._w2s(0.0, y0w)
p1 = self._w2s(0.0, y1w)
p.drawLine(p0, p1)
def _draw_label(self, p: QPainter, text: str) -> None:
p.setPen(QPen(_TEXT))
fnt = QFont("Monospace", 8)
p.setFont(fnt)
p.drawText(self.rect().adjusted(4, 4, -4, -4), Qt.AlignmentFlag.AlignTop | Qt.AlignmentFlag.AlignLeft, text)
p.setFont(QFont("Monospace", 8))
p.drawText(
self.rect().adjusted(4, 4, -4, -4),
Qt.AlignmentFlag.AlignTop | Qt.AlignmentFlag.AlignLeft,
text,
)
def _draw_no_hull(self, p: QPainter, msg: str) -> None:
p.setPen(QPen(_TEXT))
fnt = QFont("Monospace", 10)
p.setFont(fnt)
p.setFont(QFont("Monospace", 10))
p.drawText(self.rect(), Qt.AlignmentFlag.AlignCenter, msg)
def _draw_control_point(
self,
p: QPainter,
screen_pt: QPointF,
idx: tuple[int, int],
) -> None:
"""Dibuja un punto de control con color según estado."""
if idx == self._drag_idx:
color = _CPT_DRAG
r = _CPT_RADIUS * 1.8
elif idx == self._hover_idx:
color = _CPT_HOVER
r = _CPT_RADIUS * 1.5
else:
color = _CPT_NORMAL
r = _CPT_RADIUS
p.setPen(QPen(color.darker(130), 1))
p.setBrush(QBrush(color))
p.drawEllipse(screen_pt, r, r)
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
# 1. Body Plan — secciones transversales
@@ -190,19 +260,56 @@ class BodyPlanViewer(_BaseViewer):
"""Vista de cuadernas (body plan).
Espacio de mundo: x = semi-manga [m] (derecha +), y = z altura [m] (arriba +).
Muestra mitad de babor izquierda (y<0) y estribor derecha (y>0).
La quilla maestra se resalta.
Mitad de proa → estribor (derecha, verde).
Mitad de popa → babor (izquierda, azul).
Edición: arrastra cualquier punto de control (y[i][j], z[j]) en x para
cambiar la semi-manga en esa estación y línea de agua.
"""
def _world_bbox(self) -> Optional[tuple]:
if self._hull is None:
return None
ot = self._hull.offsets
y_max = ot.max_half_breadth * 1.1
z_max = ot.draft * 1.15
y_max = ot.max_half_breadth * 1.15
z_max = ot.draft * 1.20
return (-y_max, -z_max * 0.05, y_max, z_max)
def paintEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
# ── Edición ───────────────────────────────────────────────────────────────
def _screen_pt(self, i: int, j: int) -> QPointF:
"""Punto de control (i, j) en coordenadas de pantalla."""
ot = self._hull.offsets
y = ot.data[i, j]
z = ot.z_waterlines[j]
sign = 1.0 if i >= ot.n_stations // 2 else -1.0
return self._w2s(sign * y, z)
def _hit_test(self, pos: QPointF) -> Optional[tuple[int, int]]:
if self._hull is None:
return None
ot = self._hull.offsets
best_d, best_idx = _CPT_HIT, None
for i in range(ot.n_stations):
for j in range(ot.n_waterlines):
d = _dist(pos, self._screen_pt(i, j))
if d < best_d:
best_d, best_idx = d, (i, j)
return best_idx
def _apply_drag(self, pos: QPointF, idx: tuple[int, int]) -> None:
ot = self._hull.offsets
i, j = idx
sign = 1.0 if i >= ot.n_stations // 2 else -1.0
wx, _ = self._s2w(pos.x(), pos.y())
new_y = max(0.0, sign * wx)
# Limitar al doble de la manga para evitar explosiones
new_y = min(new_y, self._hull.beam)
ot.data[i, j] = new_y
# ── Dibujo ────────────────────────────────────────────────────────────────
def paintEvent(self, event) -> None:
p = QPainter(self)
p.setRenderHint(QPainter.RenderHint.Antialiasing)
self._draw_background(p)
@@ -216,71 +323,74 @@ class BodyPlanViewer(_BaseViewer):
T = self._hull.draft
n = ot.n_stations
# ── Grilla de líneas de agua ───────────────────────────────
wl_pen = QPen(_GRID, 0.5, Qt.PenStyle.DotLine)
p.setPen(wl_pen)
for z in ot.z_waterlines:
# Línea horizontal en z
x_max = ot.max_half_breadth * 1.1
left = self._w2s(-x_max, z)
right = self._w2s( x_max, z)
p.drawLine(left, right)
# Línea de flotación de diseño (más gruesa)
# ── Líneas de agua — grilla horizontal ────────────────────────
x_max = ot.max_half_breadth * 1.15
for j, z in enumerate(ot.z_waterlines):
is_design = abs(z - T) < 1e-6
if is_design:
p.setPen(QPen(_WL_DESIGN, 1.2, Qt.PenStyle.DashLine))
x_max = ot.max_half_breadth * 1.1
else:
p.setPen(QPen(_WATERLINE.darker(160), 0.6, Qt.PenStyle.DotLine))
p.drawLine(self._w2s(-x_max, z), self._w2s(x_max, z))
# Línea de flotación de diseño (más visible)
p.setPen(QPen(_WL_DESIGN, 1.5, Qt.PenStyle.DashLine))
p.drawLine(self._w2s(-x_max, T), self._w2s(x_max, T))
# ── Dibujar secciones ──────────────────────────────────────
# ── Secciones ─────────────────────────────────────────────────
for i in range(n):
# Progreso de AP a FP: proa a estribor, popa a babor
is_forward = i >= n // 2
is_fwd = i >= n // 2
is_mid = i == n // 2
if is_forward:
pen = QPen(_SECTION, 1.2) # verde: mitad de proa (estribor)
if is_mid:
pen = QPen(_MIDSHIP, 2.5)
elif is_fwd:
pen = QPen(_SECTION, 1.4)
else:
pen = QPen(_WATERLINE, 1.2) # azul: mitad de popa (babor)
# Cuaderna maestra más gruesa
if i == n // 2:
pen.setWidthF(2.5)
pen.setColor(_PROFILE)
pen = QPen(_SECTION_AFT, 1.4)
p.setPen(pen)
y_arr = ot.data[i, :]
z_arr = ot.z_waterlines
sign = 1.0 if is_forward else -1.0 # estribor o babor
sign = 1.0 if is_fwd else -1.0
path = QPainterPath()
started = False
for y, z in zip(y_arr, z_arr):
for k, (y, z) in enumerate(zip(y_arr, z_arr)):
pt = self._w2s(sign * y, z)
if not started:
if k == 0:
path.moveTo(pt)
started = True
else:
path.lineTo(pt)
# Cerrar en quilla
path.lineTo(self._w2s(0.0, 0.0))
p.drawPath(path)
# ── Ejes ──────────────────────────────────────────────────
# ── Ejes ──────────────────────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_AXIS, 1))
x_max = ot.max_half_breadth * 1.1
p.drawLine(self._w2s(-x_max, 0), self._w2s(x_max, 0)) # quilla
p.drawLine(self._w2s(0, 0), self._w2s(0, T * 1.1)) # eje simétrico
p.setPen(QPen(_AXIS, 0.8, Qt.PenStyle.DashLine))
p.drawLine(self._w2s(0, 0), self._w2s(0, T * 1.15)) # eje crujía
# ── Puntos de control ─────────────────────────────────────────
p.setRenderHint(QPainter.RenderHint.Antialiasing, True)
for i in range(n):
for j in range(ot.n_waterlines):
self._draw_control_point(p, self._screen_pt(i, j), (i, j))
self._draw_label(p, "BODY PLAN")
p.end()
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
# 2. Profile Viewer — vista lateral
# 2. Profile Viewer — vista lateral (solo lectura)
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
class ProfileViewer(_BaseViewer):
"""Vista lateral del casco (perfil).
Mundo: x = posición longitudinal [m] (AP izquierda), y = z altura [m].
Muestra: líneas de agua proyectadas, perfil de cubierta, quilla.
Muestra líneas de agua, perfil de cubierta y quilla.
No es editable (las z son constantes en la OffsetsTable).
"""
def _world_bbox(self) -> Optional[tuple]:
@@ -290,10 +400,10 @@ class ProfileViewer(_BaseViewer):
-self._hull.lpp * 0.05,
-self._hull.draft * 0.15,
self._hull.lpp * 1.05,
self._hull.draft * 1.25,
self._hull.draft * 1.30,
)
def paintEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
def paintEvent(self, event) -> None:
p = QPainter(self)
p.setRenderHint(QPainter.RenderHint.Antialiasing)
self._draw_background(p)
@@ -307,23 +417,24 @@ class ProfileViewer(_BaseViewer):
T = self._hull.draft
Lpp = self._hull.lpp
# ── Grilla de estaciones ───────────────────────────────────
# ── Grilla de estaciones ───────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_GRID, 0.5, Qt.PenStyle.DotLine))
for x in ot.x_stations:
p.drawLine(self._w2s(x, -T * 0.1), self._w2s(x, T * 1.15))
p.drawLine(self._w2s(x, -T * 0.1), self._w2s(x, T * 1.2))
# ── Líneas de agua en perfil (ancho máximo a cada z) ────────
# ── Líneas de agua en perfil ───────────────────────────────────
for j, z in enumerate(ot.z_waterlines):
color = _WL_DESIGN if abs(z - T) < 1e-6 else _WATERLINE
width = 1.5 if abs(z - T) < 1e-6 else 0.8
p.setPen(QPen(color, width))
# En perfil, la línea de agua aparece como línea recta horizontal
# con el "ancho" dado por las semi-mangas (no visible en perfil lateral)
# Lo que sí se muestra: intersección de líneas de agua con la proa y la popa
# Dibujamos la línea completa
is_design = abs(z - T) < 1e-6
if is_design:
p.setPen(QPen(_WL_DESIGN, 1.8))
else:
frac = j / max(ot.n_waterlines - 1, 1)
color = QColor(_WATERLINE)
color.setAlphaF(0.40 + 0.50 * frac)
p.setPen(QPen(color, 0.9))
p.drawLine(self._w2s(0, z), self._w2s(Lpp, z))
# ── Cubierta (z = puntal) ──────────────────────────────────
# ── Cubierta ──────────────────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_DECK, 1.8))
path_deck = QPainterPath()
for k, x in enumerate(ot.x_stations):
@@ -334,24 +445,23 @@ class ProfileViewer(_BaseViewer):
path_deck.lineTo(pt)
p.drawPath(path_deck)
# ── Quilla ─────────────────────────────────────────────────
# ── Quilla ────────────────────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_KEEL, 2.0))
p.drawLine(self._w2s(0, 0), self._w2s(Lpp, 0))
# ── Perpendiculares AP y FP ────────────────────────────────
# ── Perpendiculares AP / FP ────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_AXIS, 1.5))
p.drawLine(self._w2s(0, -T * 0.05), self._w2s(0, self._hull.depth * 1.05))
p.drawLine(self._w2s(Lpp, -T * 0.05), self._w2s(Lpp, self._hull.depth * 1.05))
# Etiquetas AP / FP
p.setPen(QPen(_TEXT))
p.setFont(QFont("Monospace", 8))
ap_pt = self._w2s(0, -T * 0.12)
fp_pt = self._w2s(Lpp, -T * 0.12)
p.drawText(QRectF(ap_pt.x() - 14, ap_pt.y() - 8, 28, 14),
Qt.AlignmentFlag.AlignCenter, "AP")
p.drawText(QRectF(fp_pt.x() - 14, fp_pt.y() - 8, 28, 14),
Qt.AlignmentFlag.AlignCenter, "FP")
_lbl = lambda text, x, z: p.drawText(
QRectF(self._w2s(x, z).x() - 14, self._w2s(x, z).y() - 8, 28, 14),
Qt.AlignmentFlag.AlignCenter, text
)
_lbl("AP", 0, -T * 0.12)
_lbl("FP", Lpp, -T * 0.12)
self._draw_label(p, "PERFIL LATERAL")
p.end()
@@ -365,7 +475,9 @@ class PlanViewer(_BaseViewer):
"""Vista de planta (semiplano superior).
Mundo: x = posición longitudinal [m], y = semi-manga [m] (arriba = estribor).
Muestra: líneas de agua superpuestas como contornos.
Edición: arrastra un punto de contorno (x[i], y[i][j]) en y para cambiar
la semi-manga de esa estación en esa línea de agua.
"""
def _world_bbox(self) -> Optional[tuple]:
@@ -376,10 +488,37 @@ class PlanViewer(_BaseViewer):
-self._hull.lpp * 0.05,
-y_max * 0.15,
self._hull.lpp * 1.05,
y_max * 1.20,
y_max * 1.25,
)
def paintEvent(self, event) -> None: # type: ignore[override]
# ── Edición ───────────────────────────────────────────────────────────────
def _screen_pt(self, i: int, j: int) -> QPointF:
ot = self._hull.offsets
return self._w2s(ot.x_stations[i], ot.data[i, j])
def _hit_test(self, pos: QPointF) -> Optional[tuple[int, int]]:
if self._hull is None:
return None
ot = self._hull.offsets
best_d, best_idx = _CPT_HIT, None
for i in range(ot.n_stations):
for j in range(ot.n_waterlines):
d = _dist(pos, self._screen_pt(i, j))
if d < best_d:
best_d, best_idx = d, (i, j)
return best_idx
def _apply_drag(self, pos: QPointF, idx: tuple[int, int]) -> None:
ot = self._hull.offsets
i, j = idx
_, wy = self._s2w(pos.x(), pos.y())
new_y = max(0.0, min(wy, self._hull.beam))
ot.data[i, j] = new_y
# ── Dibujo ────────────────────────────────────────────────────────────────
def paintEvent(self, event) -> None:
p = QPainter(self)
p.setRenderHint(QPainter.RenderHint.Antialiasing)
self._draw_background(p)
@@ -391,44 +530,57 @@ class PlanViewer(_BaseViewer):
ot = self._hull.offsets
T = self._hull.draft
# ── Líneas de agua como contornos ──────────────────────────
n_wl = ot.n_waterlines
# ── Líneas de agua como contornos ─────────────────────────────
for j in range(n_wl):
z = ot.z_waterlines[j]
is_design = abs(z - T) < 1e-6
color = _WL_DESIGN if is_design else _WATERLINE
alpha = int(60 + 195 * j / max(n_wl - 1, 1))
c = QColor(color)
c.setAlpha(alpha)
width = 2.0 if is_design else 0.9
frac = j / max(n_wl - 1, 1)
p.setPen(QPen(c, width))
if is_design:
color = QColor(_WL_DESIGN)
color.setAlphaF(1.0)
width = 2.0
else:
color = QColor(_WATERLINE)
color.setAlphaF(0.30 + 0.55 * frac)
width = 0.9
p.setPen(QPen(color, width))
path = QPainterPath()
x_arr = ot.x_stations
y_arr = ot.data[:, j]
started = False
for x, y in zip(x_arr, y_arr):
for k, (x, y) in enumerate(zip(x_arr, y_arr)):
pt = self._w2s(x, y)
if not started:
if k == 0:
path.moveTo(pt)
started = True
else:
path.lineTo(pt)
p.drawPath(path)
# ── Eje de crujía ──────────────────────────────────────────
# ── Eje de crujía ─────────────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_AXIS, 0.8, Qt.PenStyle.DashLine))
p.drawLine(
self._w2s(0, 0),
self._w2s(self._hull.lpp, 0),
)
p.drawLine(self._w2s(0, 0), self._w2s(self._hull.lpp, 0))
# ── Estaciones (líneas verticales tenues) ──────────────────
# ── Estaciones ────────────────────────────────────────────────
p.setPen(QPen(_GRID, 0.4, Qt.PenStyle.DotLine))
y_max = ot.max_half_breadth
for x in ot.x_stations:
p.drawLine(self._w2s(x, 0), self._w2s(x, y_max * 1.1))
p.drawLine(self._w2s(x, 0), self._w2s(x, y_max * 1.15))
# ── Puntos de control ─────────────────────────────────────────
for i in range(ot.n_stations):
for j in range(n_wl):
self._draw_control_point(p, self._screen_pt(i, j), (i, j))
self._draw_label(p, "VISTA DE PLANTA")
p.end()
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
# Utilidad interna
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
def _dist(a: QPointF, b: QPointF) -> float:
return math.hypot(a.x() - b.x(), a.y() - b.y())
arshipdesign/utils/settings.py
+1 -1
View File
@@ -9,7 +9,7 @@ from __future__ import annotations
from PySide6.QtCore import QSettings
APP_NAME = "ARShipDesign"
ORG_NAME = "AlvaroRodriguez"
ORG_NAME = "AlvaroRomero"
# Claves de configuración
KEY_LANGUAGE = "ui/language"
main.py
+1 -1
View File
@@ -40,7 +40,7 @@ def main() -> int:
app = QApplication(sys.argv)
app.setApplicationName("AR-ShipDesign")
app.setOrganizationName("AlvaroRodriguez")
app.setOrganizationName("AlvaroRomero")
app.setApplicationVersion("0.1.0")
# Fuente por defecto
pyproject.toml
+1 -1
View File
@@ -6,7 +6,7 @@ build-backend = "setuptools.backends.legacy:build"
name = "arshipdesign"
version = "0.1.0"
description = "Software profesional de diseño naval — AR-ShipDesign"
authors = [{ name = "Álvaro Rodríguez" }]
authors = [{ name = "Álvaro Romero" }]
license = { file = "LICENSE.txt" }
readme = "README.md"
requires-python = ">=3.11"
tests/test_module2_hydrostatics.py
+534
View File
@@ -0,0 +1,534 @@
"""
Tests Módulo 2 — Motor de Curvas Hidrostáticas.
Verifica:
- UprightHydrostatics a calado único vs solución analítica Wigley
- HydrostaticCurves: barrido de calados, monotonicidad, coeficientes
- Exportación CSV y dict
- Interpolación at_draft()
- IACS Rec.34 V024–V036: verificación y trazabilidad
Autor: Álvaro Romero | Módulo 2 — AR-ShipDesign
IACS Rec.34 par.4.3, 4.4, 4.5 — verificación analítica, convergencia y simetría.
"""
from __future__ import annotations
import json
import math
import numpy as np
import pytest
from arshipdesign.core.hull import Hull
from arshipdesign.hydrostatics import (
HydrostaticCurves,
UprightHydrostatics,
compute_upright,
CSV_HEADERS,
)
from arshipdesign.parametric import generate_hull, HullFamily
# ---------------------------------------------------------------------------
# Fixtures
# ---------------------------------------------------------------------------
@pytest.fixture(scope="module")
def wigley_hull() -> Hull:
return Hull.from_wigley(lpp=15.0, beam=4.0, draft=1.60,
n_stations=41, n_waterlines=21)
@pytest.fixture(scope="module")
def wigley_upright(wigley_hull: Hull) -> UprightHydrostatics:
return compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
@pytest.fixture(scope="module")
def wigley_curves(wigley_hull: Hull) -> HydrostaticCurves:
return HydrostaticCurves.compute(wigley_hull, n_points=20)
@pytest.fixture(scope="module")
def displacement_hull() -> Hull:
return generate_hull(HullFamily.DISPLACEMENT, lpp=20.0, beam=6.0,
draft=2.40, depth=3.20, cb=0.55)
# ---------------------------------------------------------------------------
# 1. UprightHydrostatics — calado único (Wigley analítico)
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestUprightHydrostaticsWigley:
"""IACS Rec.34 §4.3 — verificación analítica."""
# Constantes analíticas para Wigley Lpp=15, B=4, T=1.60
L, B, T = 15.0, 4.0, 1.60
@property
def V_ana(self): return (4.0/9.0) * self.L * self.B * self.T
@property
def Cb_ana(self): return 4.0/9.0
@property
def Awp_ana(self): return (2.0/3.0) * self.L * self.B
@property
def Cw_ana(self): return 2.0/3.0
@property
def KB_ana(self): return 5.0 * self.T / 8.0
@property
def IT_ana(self):
# IT = (2/3) * (B/2)^3 * (L/2) * ∫₋₁¹(1-u²)³du = 32/35
return (2.0/3.0) * (self.B/2)**3 * (self.L/2) * (32.0/35.0)
@property
def Cm_ana(self): return 2.0/3.0
def test_volume_analytic(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.volume - self.V_ana) / self.V_ana < 1e-6
def test_displacement_from_volume(self, wigley_upright):
rho = 1025.0
expected = wigley_upright.volume * rho / 1000.0
assert abs(wigley_upright.displacement - expected) < 1e-9
def test_awp_analytic(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.awp - self.Awp_ana) / self.Awp_ana < 1e-6
def test_cb_analytic(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.cb - self.Cb_ana) < 1e-5
def test_cw_analytic(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.cw - self.Cw_ana) < 1e-5
def test_kb_analytic(self, wigley_upright):
"""IACS Rec.34 §4.3 — KB = 5T/8 para el casco Wigley."""
assert abs(wigley_upright.kb - self.KB_ana) / self.KB_ana < 1e-5
def test_it_analytic(self, wigley_upright):
"""IT = (2/3)(B/2)³(L/2)(32/35) para el casco Wigley."""
assert abs(wigley_upright.it - self.IT_ana) / self.IT_ana < 0.001 # < 0.1%
def test_bmt_equals_it_over_v(self, wigley_upright):
expected = wigley_upright.it / wigley_upright.volume
assert abs(wigley_upright.bmt - expected) < 1e-9
def test_kmt_equals_kb_plus_bmt(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.kmt - (wigley_upright.kb + wigley_upright.bmt)) < 1e-9
def test_bml_equals_il_over_v(self, wigley_upright):
expected = wigley_upright.il / wigley_upright.volume
assert abs(wigley_upright.bml - expected) < 1e-9
def test_kml_equals_kb_plus_bml(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.kml - (wigley_upright.kb + wigley_upright.bml)) < 1e-9
def test_lcb_symmetry(self, wigley_upright, wigley_hull):
"""IACS Rec.34 §4.5 — LCB = Lpp/2 para cascos simétricos."""
assert abs(wigley_upright.lcb - wigley_hull.lpp / 2.0) < 1e-4
def test_lcf_symmetry(self, wigley_upright, wigley_hull):
"""IACS Rec.34 §4.5 — LCF = Lpp/2 para cascos simétricos."""
assert abs(wigley_upright.lcf - wigley_hull.lpp / 2.0) < 1e-4
def test_cm_analytic(self, wigley_upright):
assert abs(wigley_upright.cm - self.Cm_ana) < 1e-4
def test_cp_from_cb_and_cm(self, wigley_upright):
"""Cp = Cb / Cm — relación de identidad fundamental."""
expected = wigley_upright.cb / wigley_upright.cm
assert abs(wigley_upright.cp - expected) < 1e-4
def test_tpc_positive_and_consistent(self, wigley_upright):
rho = 1025.0
expected = wigley_upright.awp * rho / 100_000.0
assert wigley_upright.tpc > 0.0
assert abs(wigley_upright.tpc - expected) < 1e-9
def test_mct_positive(self, wigley_upright):
assert wigley_upright.mct >= 0.0
def test_zero_draft_returns_zeros(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=0.0)
assert uh.volume == 0.0
assert uh.displacement == 0.0
assert uh.awp == 0.0
def test_cb_bounded(self, wigley_upright):
assert 0.0 < wigley_upright.cb <= 1.0
def test_cw_bounded(self, wigley_upright):
assert 0.0 < wigley_upright.cw <= 1.0
def test_cm_bounded(self, wigley_upright):
assert 0.0 < wigley_upright.cm <= 1.0
def test_cp_bounded(self, wigley_upright):
assert 0.0 < wigley_upright.cp <= 1.0
# ---------------------------------------------------------------------------
# 2. compute_upright vs métodos de Hull
# (IACS Rec.34 §4.3 — consistencia entre métodos)
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestUprightVsHullMethods:
"""Los resultados de compute_upright deben coincidir con los métodos del Hull."""
def test_volume_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.volume - wigley_hull.volume_of_displacement()) < 1e-9
def test_displacement_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.displacement - wigley_hull.displacement_tonnes()) < 1e-9
def test_awp_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.awp - wigley_hull.waterplane_area()) < 1e-9
def test_kb_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.kb - wigley_hull.vcb()) < 1e-9
def test_kmt_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.kmt - wigley_hull.km_transverse()) < 1e-9
def test_tpc_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.tpc - wigley_hull.tpc()) < 1e-9
def test_cb_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.cb - wigley_hull.block_coefficient()) < 1e-9
def test_cw_matches_hull(self, wigley_hull):
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60)
assert abs(uh.cw - wigley_hull.waterplane_coefficient()) < 1e-9
def test_partial_draft_volume(self, wigley_hull):
"""compute_upright a T parcial debe coincidir con Hull a ese T."""
T_partial = 0.80
uh = compute_upright(wigley_hull, draft=T_partial)
hull_v = wigley_hull.volume_of_displacement(T_partial)
assert abs(uh.volume - hull_v) < 1e-9
def test_rho_scaling(self, wigley_hull):
"""Desplazamiento debe escalar linealmente con rho."""
uh_salt = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60, rho=1025.0)
uh_fresh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60, rho=1000.0)
ratio = uh_salt.displacement / uh_fresh.displacement
assert abs(ratio - 1025.0 / 1000.0) < 1e-9
def test_tpc_scales_with_rho(self, wigley_hull):
uh_salt = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60, rho=1025.0)
uh_fresh = compute_upright(wigley_hull, draft=1.60, rho=1000.0)
ratio = uh_salt.tpc / uh_fresh.tpc
assert abs(ratio - 1025.0 / 1000.0) < 1e-9
# ---------------------------------------------------------------------------
# 3. HydrostaticCurves — barrido de calados
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestHydrostaticCurves:
def test_default_n_points(self, wigley_hull):
c = HydrostaticCurves.compute(wigley_hull)
assert len(c) == 20
def test_custom_n_points(self, wigley_hull):
c = HydrostaticCurves.compute(wigley_hull, n_points=10)
assert len(c) == 10
def test_min_n_points_enforced(self, wigley_hull):
"""n_points < 5 se eleva a 5."""
c = HydrostaticCurves.compute(wigley_hull, n_points=2)
assert len(c) == 5
def test_design_draft_is_last_point(self, wigley_hull, wigley_curves):
assert abs(wigley_curves.points[-1].draft - wigley_hull.draft) < 1e-12
def test_design_draft_matches_compute_upright(self, wigley_hull, wigley_curves):
"""El último punto debe coincidir con compute_upright al calado de diseño."""
uh = compute_upright(wigley_hull, wigley_hull.draft)
last = wigley_curves.points[-1]
assert abs(last.volume - uh.volume) < 1e-9
assert abs(last.awp - uh.awp) < 1e-9
assert abs(last.kmt - uh.kmt) < 1e-9
def test_hull_name_preserved(self, wigley_hull, wigley_curves):
assert wigley_curves.hull_name == wigley_hull.name
def test_lpp_beam_preserved(self, wigley_hull, wigley_curves):
assert wigley_curves.lpp == wigley_hull.lpp
assert wigley_curves.beam == wigley_hull.beam
def test_getitem(self, wigley_curves):
p = wigley_curves[0]
assert isinstance(p, UprightHydrostatics)
def test_iter(self, wigley_curves):
pts = list(wigley_curves)
assert len(pts) == len(wigley_curves)
def test_repr_contains_hull_name(self, wigley_curves):
assert "Wigley" in repr(wigley_curves)
# ---------------------------------------------------------------------------
# 4. Monotonicidad de las curvas
# (IACS Rec.34 §4.4 — verificación de tendencias)
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestCurvesMonotonicity:
"""V024–V028: las curvas hidrostáticas deben ser monótonamente crecientes."""
def test_v024_displacement_monotone(self, wigley_curves):
"""V024 — Δ(T) es monótonamente creciente."""
d = np.diff(wigley_curves.displacements)
assert np.all(d > 0), f"Δ no es monótono: diff mín = {d.min():.6f}"
def test_v025_volume_monotone(self, wigley_curves):
"""V025 — V(T) es monótonamente creciente."""
d = np.diff(wigley_curves.volumes)
assert np.all(d > 0), f"V no es monótono: diff mín = {d.min():.6f}"
def test_v026_kb_monotone(self, wigley_curves):
"""V026 — KB(T) es monótonamente creciente."""
d = np.diff(wigley_curves.kb_values)
assert np.all(d > 0), f"KB no es monótono: diff mín = {d.min():.6f}"
def test_v027_awp_monotone(self, wigley_curves):
"""V027 — Awp(T) es monótonamente creciente (para el casco Wigley)."""
d = np.diff(wigley_curves.awp_values)
assert np.all(d > 0), f"Awp no es monótono: diff mín = {d.min():.6f}"
def test_v028_tpc_monotone(self, wigley_curves):
"""V028 — TPC(T) es monótonamente creciente."""
d = np.diff(wigley_curves.tpc_values)
assert np.all(d > 0), f"TPC no es monótono: diff mín = {d.min():.6f}"
def test_cb_within_bounds_all_drafts(self, wigley_curves):
"""Cb ∈ (0, 1) para todos los calados."""
cb = wigley_curves.cb_values
assert np.all(cb > 0)
assert np.all(cb <= 1.0)
def test_cw_within_bounds_all_drafts(self, wigley_curves):
"""Cw ∈ (0, 1] para todos los calados."""
cw = wigley_curves.cw_values
assert np.all(cw > 0)
assert np.all(cw <= 1.0)
def test_all_families_monotone_displacement(self):
"""V029 — Δ monótono para las 5 familias paramétricas."""
for family in HullFamily:
hull = generate_hull(family, lpp=12.0, beam=3.5,
draft=1.20, depth=2.00)
c = HydrostaticCurves.compute(hull, n_points=10)
d = np.diff(c.displacements)
assert np.all(d > 0), \
f"{family.value}: Δ no es monótono (diff mín={d.min():.6f})"
# ---------------------------------------------------------------------------
# 5. Interpolación at_draft()
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestAtDraft:
def test_at_design_draft_matches_last_point(self, wigley_hull, wigley_curves):
T_d = wigley_hull.draft
interp = wigley_curves.at_draft(T_d)
last = wigley_curves.points[-1]
assert abs(interp.volume - last.volume) < 1e-9
assert abs(interp.kmt - last.kmt) < 1e-9
def test_at_min_draft_matches_first_point(self, wigley_curves):
T_min = wigley_curves.points[0].draft
interp = wigley_curves.at_draft(T_min)
first = wigley_curves.points[0]
assert abs(interp.volume - first.volume) < 1e-9
def test_clamp_below_min(self, wigley_curves):
T_min = wigley_curves.points[0].draft
interp = wigley_curves.at_draft(-1.0)
first = wigley_curves.points[0]
assert abs(interp.volume - first.volume) < 1e-9
def test_clamp_above_max(self, wigley_curves):
T_max = wigley_curves.points[-1].draft
interp = wigley_curves.at_draft(T_max + 5.0)
last = wigley_curves.points[-1]
assert abs(interp.volume - last.volume) < 1e-9
def test_mid_draft_between_bounds(self, wigley_curves):
"""Valor interpolado intermedio debe estar entre los extremos."""
T_mid = (wigley_curves.drafts[0] + wigley_curves.drafts[-1]) / 2.0
interp = wigley_curves.at_draft(T_mid)
assert wigley_curves.points[0].volume < interp.volume < wigley_curves.points[-1].volume
def test_returns_upright_hydrostatics_instance(self, wigley_curves):
assert isinstance(wigley_curves.at_draft(1.0), UprightHydrostatics)
# ---------------------------------------------------------------------------
# 6. Vectorized array properties
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestArrayProperties:
def test_drafts_length(self, wigley_curves):
assert len(wigley_curves.drafts) == len(wigley_curves)
def test_volumes_length(self, wigley_curves):
assert len(wigley_curves.volumes) == len(wigley_curves)
def test_displacements_positive(self, wigley_curves):
assert np.all(wigley_curves.displacements > 0)
def test_kb_positive(self, wigley_curves):
assert np.all(wigley_curves.kb_values > 0)
def test_kmt_positive(self, wigley_curves):
assert np.all(wigley_curves.kmt_values > 0)
def test_tpc_positive(self, wigley_curves):
assert np.all(wigley_curves.tpc_values > 0)
def test_mct_non_negative(self, wigley_curves):
assert np.all(wigley_curves.mct_values >= 0)
def test_all_array_attrs_same_length(self, wigley_curves):
n = len(wigley_curves)
for attr in ("drafts", "volumes", "displacements", "awp_values",
"lcb_values", "lcf_values", "kb_values",
"bmt_values", "bml_values", "kmt_values", "kml_values",
"tpc_values", "mct_values",
"cb_values", "cw_values", "cm_values", "cp_values"):
arr = getattr(wigley_curves, attr)
assert len(arr) == n, f"{attr} tiene longitud {len(arr)} ≠ {n}"
# ---------------------------------------------------------------------------
# 7. Exportación CSV y dict
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestExport:
def test_csv_header_count(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines()
assert len(lines) == len(wigley_curves) + 1 # header + datos
def test_csv_header_matches_constant(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines()
assert lines[0] == ",".join(CSV_HEADERS)
def test_csv_row_column_count(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines()
n_cols = len(CSV_HEADERS)
for row in lines[1:]:
assert len(row.split(",")) == n_cols
def test_csv_first_value_is_draft(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines()
first_draft = float(lines[1].split(",")[0])
assert abs(first_draft - wigley_curves.points[0].draft) < 1e-3
def test_csv_semicolon_separator(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines(sep=";")
assert ";" in lines[0]
assert "," not in lines[0]
def test_csv_decimal_comma(self, wigley_curves):
lines = wigley_curves.to_csv_lines(sep=";", decimal=",")
# Los números deben usar coma decimal
row_parts = lines[1].split(";")
assert "," in row_parts[0] # e.g. "0,1600"
def test_to_dict_has_required_keys(self, wigley_curves):
d = wigley_curves.to_dict()
for key in ("hull_name", "lpp", "beam", "design_draft", "rho",
"headers", "points"):
assert key in d, f"Falta clave '{key}' en to_dict()"
def test_to_dict_json_serializable(self, wigley_curves):
d = wigley_curves.to_dict()
txt = json.dumps(d)
assert len(txt) > 100
def test_to_dict_points_count(self, wigley_curves):
d = wigley_curves.to_dict()
assert len(d["points"]) == len(wigley_curves)
def test_to_dict_first_point_keys(self, wigley_curves):
d = wigley_curves.to_dict()
pt = d["points"][0]
for key in ("T", "V", "Delta", "Awp", "LCB", "LCF", "KB",
"IT", "IL", "BMT", "BML", "KMT", "KML",
"TPC", "MCT", "Cb", "Cw", "Cm", "Cp"):
assert key in pt, f"Falta clave '{key}' en points[0]"
# ---------------------------------------------------------------------------
# 8. IACS Rec.34 — verificaciones V030–V036
# ---------------------------------------------------------------------------
class TestIACSVerification:
"""Verificaciones adicionales según IACS Rec.34 §4."""
def test_v030_wigley_cb_accuracy_at_design_draft(self, wigley_curves):
"""V030 — Cb en calado de diseño ≈ 4/9 (error < 0.1%)."""
cb_last = wigley_curves.points[-1].cb
assert abs(cb_last - 4.0/9.0) < 0.001, \
f"Cb={cb_last:.6f} ≠ 4/9={4/9:.6f}"
def test_v031_wigley_cw_at_design_draft(self, wigley_curves):
"""V031 — Cw en calado de diseño ≈ 2/3 (error < 0.1%)."""
cw_last = wigley_curves.points[-1].cw
assert abs(cw_last - 2.0/3.0) < 0.001, \
f"Cw={cw_last:.6f} ≠ 2/3={2/3:.6f}"
def test_v032_wigley_symmetry_all_drafts(self, wigley_hull, wigley_curves):
"""V032 — LCB = LCF = Lpp/2 en todos los calados (simetría)."""
L_mid = wigley_hull.lpp / 2.0
for p in wigley_curves:
assert abs(p.lcb - L_mid) < 1e-3, \
f"T={p.draft:.3f}: LCB={p.lcb:.4f} ≠ {L_mid}"
assert abs(p.lcf - L_mid) < 1e-3, \
f"T={p.draft:.3f}: LCF={p.lcf:.4f} ≠ {L_mid}"
def test_v033_kmt_greater_than_kb(self, wigley_curves):
"""V033 — KMT > KB en todos los calados (BMT > 0)."""
for p in wigley_curves:
assert p.kmt > p.kb, \
f"T={p.draft:.3f}: KMT={p.kmt:.4f} ≤ KB={p.kb:.4f}"
def test_v034_kml_greater_than_kmt(self, wigley_curves):
"""V034 — KML > KMT en todos los calados (BML >> BMT)."""
for p in wigley_curves:
assert p.kml > p.kmt, \
f"T={p.draft:.3f}: KML={p.kml:.4f} ≤ KMT={p.kmt:.4f}"
def test_v035_cp_identity(self, wigley_curves):
"""V035 — Cp = Cb / Cm (identidad de coeficientes)."""
for p in wigley_curves:
if p.cm > 0.01:
expected = p.cb / p.cm
assert abs(p.cp - expected) < 1e-4, \
f"T={p.draft:.3f}: Cp={p.cp:.4f} ≠ Cb/Cm={expected:.4f}"
def test_v036_displacement_hull_monotone(self, displacement_hull):
"""V036 — desplazamiento monótono para casco de desplazamiento parametrico."""
c = HydrostaticCurves.compute(displacement_hull, n_points=15)
d = np.diff(c.displacements)
assert np.all(d > 0), \
f"DISPLACEMENT: Δ no monótono (diff mín={d.min():.6f})"
def test_v037_mesh_convergence_volume(self, wigley_hull):
"""V037 — IACS §4.4: convergencia de malla. V con 41 sta ≈ V con 81 sta."""
hull_fine = Hull.from_wigley(
lpp=15.0, beam=4.0, draft=1.60,
n_stations=81, n_waterlines=41
)
uh_coarse = compute_upright(wigley_hull, 1.60)
uh_fine = compute_upright(hull_fine, 1.60)
# Convergencia < 0.1%
diff_pct = abs(uh_coarse.volume - uh_fine.volume) / uh_fine.volume * 100
assert diff_pct < 0.1, f"Convergencia de malla: error V = {diff_pct:.4f}%"