大型艦船運(yùn)動(dòng)視景仿真研究.pdf

1、船舶航行時(shí),具有很強(qiáng)的復(fù)雜性,其運(yùn)動(dòng)關(guān)系到船舶的海上作業(yè)能力,對(duì)船舶的運(yùn)動(dòng)控制、操縱駕駛具有很重要的研究?jī)r(jià)值。研究船舶的運(yùn)動(dòng)若采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法會(huì)是一個(gè)耗時(shí)耗力的過程,而以計(jì)算機(jī)技術(shù)為平臺(tái),對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真模擬,則可以對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)做更多更深入的探索性研究,這使得船舶運(yùn)動(dòng)仿真逐漸成為此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 船舶運(yùn)動(dòng)的虛擬仿真是船舶運(yùn)動(dòng)仿真的重要方面,它基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),以虛擬的視景將船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表達(dá)出來,可以使人對(duì)抽象的仿真結(jié)果

2、建立最直觀具體的認(rèn)識(shí),便于人們認(rèn)識(shí)問題發(fā)現(xiàn)規(guī)律。這種虛擬仿真應(yīng)用視景仿真技術(shù)研究船舶運(yùn)動(dòng)有利于縮短周期,節(jié)約經(jīng)費(fèi),可作為替代試驗(yàn)或是驗(yàn)證試驗(yàn)可行性的有效研究手段。
　　 本文所做的艦船運(yùn)動(dòng)仿真基于視景仿真技術(shù),從艦船的操縱性和快速性兩個(gè)方面對(duì)大型艦船的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。通過編程和軟件計(jì)算得到艦船的操縱性和快速性仿真結(jié)果,而后運(yùn)用視景仿真結(jié)合MFC類庫(kù)開發(fā)仿真系統(tǒng),對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行可視化展示,再現(xiàn)艦船在海上航行時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。為進(jìn)一步開發(fā)

3、艦船運(yùn)動(dòng)模擬器奠定了基礎(chǔ),同時(shí)對(duì)艦船性能的預(yù)研與評(píng)估也具有積極作用。具體來講本文包括以下內(nèi)容:
　　 首先,本文對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行合理假設(shè),根據(jù)MMG方程,建立了艦船運(yùn)動(dòng)的四自由度數(shù)學(xué)模型,以此作為操縱性仿真計(jì)算的理論基礎(chǔ),為后期艦船運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)位姿的獲得提供依據(jù)。在此過程中運(yùn)用分離的思想對(duì)船體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的力進(jìn)行分解,并針對(duì)各力的求解進(jìn)行細(xì)致討論,而后結(jié)合四自由度運(yùn)動(dòng)方程分析了操縱性理論計(jì)算的過程。
　　 其次根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)的

4、相關(guān)理論,運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了快速性的計(jì)算。主要從阻力和推進(jìn)效率兩個(gè)方面考察艦船快速性,對(duì)主船體靜水阻力和螺旋槳的敞水性能的計(jì)算作了詳細(xì)介紹,同時(shí)對(duì)計(jì)算結(jié)果作了必要的分析。
　　 而后本文借助Creator和Vega完成了仿真模型和虛擬場(chǎng)景搭建的工作。對(duì)仿真模型的建立過程和建模所用的關(guān)鍵技術(shù)作了詳細(xì)介紹。通過配置ADF文件介紹了虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建過程,重點(diǎn)闡述了模型載入、場(chǎng)景元素初始化、海洋環(huán)境的實(shí)現(xiàn)等問題。