计算机多媒体技术在船舶实体三维仿真中的应用

仿真技术给船舶航行带来了极大的便利,因此将计算机多媒体技术应用到船舶实体三维仿真中,通过仿真设计建造船舶模型、航行场景。该技术通过计算不同的船舶实体运动参数,建立船舶实体三维仿真模型,通过创建仿真场景,对船舶的航迹进行跟踪控制。实验结果表明,在4组复杂程度不同的仿真场景中,计算机多媒体技术能够控制船舶模型的航线安全。可见计算机多媒体技术,适用于船舶的三维仿真工作。     

基于虚拟现实技术的LNG船舶仿真系统

构建LNG船舶数字化三维模型,开发船舶6自由度运动数学模型,模拟各种海况条件下的船舶运动规律;运用海浪建模技术、柔性物体模拟技术实现高逼真度的航行场景模拟;利用LOD技术、遮挡剔除等场景优化方法提高动态场景的绘制效率。仿真结果表明,系统模拟较准确,场景沉浸感较好。     

船舶运动仿真系统的开发

为了研究船舶运动响应可视化的问题,将虚拟现实技术运用到船舶运动中.根据船舶在迎浪状态下纵向运动方程求解纵摇和升沉时的历解,为运动仿真提供原始数据.以MAXSCRIPT语言和VC++为工具,3DSMAX为平台,初步开发了船舶运动仿真系统,并通过了系统测试.结果表明文中建立了一个具有良好交互性、效果逼真的仿真系统,比一般数值模拟更具有说服力,船舶在波浪中的运动仿真已经能够较好地实现.     

船舶运动仿真系统的开发

为了研究船舶运动响应可视化的问题，将虚拟现实技术运用到船舶运动中。根据船舶在迎浪状态下纵向运动方程求解纵摇和升沉时的历解，为运动仿真提供原始数据。以MAXSCRIPT语言和VC＋＋为工具，3DSMAX为平台，初步开发了船舶运动仿真系统，并通过了系统测试。结果表明文中建立了一个具有良好交互性、效果逼真的仿真系统，比一般数值模拟更具有说服力，船舶在波浪中的运动仿真已经能够较好地实现。     

冰期船舶下水仿真

基于船舶在纵向倾斜船台下水过程,建立冰期船舶下水运动方程,结合模型试验结果应用最小二乘法获得水动力系数和冰力系数,建立数学模型。利用Visual C++结合OpenGL技术开发图形库,设计冰期船舶下水仿真系统,实现船舶冰期下水全过程的运动和力学特性仿真及三维可视化。仿真结果和模型试验结果吻合较好,可应用于船厂的实际生产,也可用于相近船型的仿真。     

船舶操纵运动仿真研究

为了利用船舶操纵模拟器进行航海教育培训,以及在船舶设计阶段预报船舶操纵性,建立四自由度船舶操纵运动数学模型以及作用于船体的作用力(矩)计算公式,运用unity开发工具,结合某型船舶数据方便快捷的编制船舶操纵运动三维数值仿真程序。通过船舶变速性能、旋回性能和Z形实验等较为完整的船舶操纵性能数值仿真试验,得到了试验数据,并和该船的实船试验数据以及相关文献的数据进行比对,吻合较好。仿真结果表明:本文的方法是可行的,计算结果是可信的。     

船舶横摇运动中的混沌及其非线性简捷控制

为了描述并控制船舶横摇运动中的非线性随机现象,用混沌的Duffing方程刻画船舶横摇运动的非线性现象,符合程度较好,说明船舶在海浪作用下的运动在一定条件下可能产生混沌现象。采用精确反馈线性化和闭环增益成形算法相结合的非线性简捷控制方法控制船舶横摇运动中的混沌,取得了令人满意的控制效果,仿真结果验证了所设计的控制器具有良好的鲁棒性。     

单点系泊下船舶的运动数学模型

随着海洋开发的深入,海上作业越来越多,研究单点系泊下船舶的运动模型并分析其运动规律,能有效控制环境干扰力对船舶运动的影响。本文通过建立单点系泊下船舶的运动数学模型,利用Maya建立船舶模型,以及利用Unity3D搭建虚拟环境来实现船舶的运动仿真。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。     

船舶操纵运动智能控制的实时仿真研究

本文以“mariner”型船为例，建立了外界干扰下的船舶操纵运动数学模型，并将模糊控制理论应用于船舶操纵运动自适应控制，如用该船型可以对船舶在各种风，流状态的运动性能进行仿真，同时选用不同的模糊控制参数建立相应的合理的模糊控制规则，可以实现船舶在风，海流条件下保持航向，航线以及改变航向，航线的模糊控制仿真。     

船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测研究

建立船舶操纵运动数学模型,计算确定相邻的岸线线段和船舶轮廓线线段之间的凹凸关系,提出船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测算法,并对检测到的碰岸情况进行时间步长调整。编制了计算程序,对于船舶轮廓线端点位于岸线内侧和岸线端点位于船舶内部两种船舶碰岸情况进行了碰岸检测仿真试验,试验结果良好,很好地避免了在船舶操纵运动仿真中出现船舶冲上码头或者岸滩的现象。     

虚拟现实中的船用离心泵拆装建模技术

采用虚拟现实技术实现了对船用离心泵的虚拟拆装。利用3DSMAX和Creator软件建立三维模型，在分析了3DSMAX和Muhi Gen Creator各自的优点和不足的基础上，以模型制作过程为例，得出在构建船舶设备的零部件时，采用Creator软件更有优势，适合于后期Vega软件的调用和渲染。     

舰船数字化设计应用研究

世界上发达国家在舰船数字化工程技术研究与应用走在世界前列。通过对比，阐述舰船数字化设计的并行协同设计环境、三维设计、设计产品数据管理与控制、样船技术、仿真虚拟现实技术，提出详细的舰船数字化设计体系架构。探讨舰船数字化设计的应用前景及发展趋势。     

基于万维引擎的船舶倾斜试验虚拟仿真系统

针对以往船舶倾斜试验受试验条件影响等因素只能进行理论知识的学习问题,提出基于虚拟现实的实现方法。为实现倾斜试验虚拟仿真的作业过程,在系统中使用船舶的倾斜运动算法和Extrude Line Tool及Editable Poly的建模方法等。通过3Ds Max建模软件、Unity3D和万维引擎等混合编程的手段,针对排水量为64 000 t散货船开发一套倾斜试验虚拟仿真系统。经过对该系统测试应用,并将试验数据与实际值对比分析,试验数据误差在规定范围内,该系统符合设计使用要求。     

基于虚拟现实的船舶并行设计

虚拟现实技术是一项新型的计算机图形技术,虚拟现实技术能在计算机上创造出逼真的仿真效果,对现实行为进行计算机模拟．并行设计是一种从整体考虑产品生命周期的设计方法．将虚拟现实技术应用于并行设计是工程设计的一大突破．文中研究和论述了基于虚拟现实技术的船舶并行设计的原理,关键技术及其性能评估方法．     

基于二维数值仿真的集装箱码头规划设计虚拟现实系统

基于二维数值仿真与虚拟现实技术,研究了集装箱码头规划设计的虚拟现实系统.在该系统下可以快速搭建集装箱码头三维动画场景,并通过集装箱码头装卸生产过程的数值分析与三维动画视景,分析码头平面与装卸工艺设计的合理性,揭示码头物流系统的潜在瓶颈,进一步完善和丰富集装箱码头的设计内容.     

虚拟仿真技术在舰船研制评估中的应用研究

首先介绍了仿真技术、虚拟现实技术及虚拟仿真的概念;同时对虚拟仿真技术在国内外舰船研制中的发展作了阐述;最后用实例说明虚拟仿真技术在舰船研制评估当中的应用,并提出了以虚拟仿真为基础的舰船研制评估的系统结构.     

基于Vega Prime的舰船尾流视景仿真研究

为了在虚拟海洋环境中模拟真实的舰船尾流效果,建立了舰船尾流视景仿真系统,并给出了舰船尾流的基本模型。该系统在MFC应用程序的基础上采用了多线程技术,并结合Vega Prime的海洋模块真实地模拟了舰船尾流随舰船速度和时间的动态变化效果。系统的仿真结果表明,此虚拟视景系统平台具有较高的适用性,不仅节约了研究经费,同时获得了很好的视觉效果,为下一步海上虚拟对抗视景平台的研究打下良好的基础。     

面向自主靠泊的船舶航迹估计方法

针对无人船在靠泊过程中自身运动估计和周围环境重建的需求,提出一种基于水面区域去除的船舶航迹估计方法。分析船舶靠泊场景中水域图像的特征,提出水岸线检测方法,将该水岸线检测方法与视觉里程计(Visual Odometry,VO)方法相结合,提出一种泊位水域环境中的船舶航迹估计方法,采用实船试验进行验证。现场试验表明:该方法在自主靠泊场景中对船舶航迹进行估计是可行的,试验结果与真实数据(Real Time Kinematic,RTK)值对比表明:在忽略尺度的情况下,算法估计轨迹的精度可满足靠泊要求。     

Verification of a simplified analytical method for predictions of ship groundings over large contact surfaces by numerical simulations

In this paper, a verification is presented of a simplified analytical method for the predictions from numerical simulations of structural performance during ship groundings over seabed obstacles with large contact surfaces and trapezoidal cross-section. This simplified analytical method was developed by Lin Hong and Jørgen Amdahl and calculates grounding characteristics, such as resistance and distortion energy, for double-bottomed ships in shoal grounding accidents. Two finite-element models are presented. One was built for a hold, and the other was built for a hold and a ship hull girder and also considers sectional properties, ship mass, added mass and the hydrodynamic restoring force. The verification was completed by comparing horizontal and vertical resistances and the distortion energy between seven numerical-simulation cases and a set of corresponding cases computed by a simplified analytical method. The results show that the resistances obtained by the simplified analytical method are close to the mean values of the resistance curves obtained by numerical simulations. The comparisons prove that the energy dissipation-prediction capability of the simplified analytical method is valuable. Thus, the simplified analytical method is feasible for assessing ship groundings over seabed obstacles with large contact surfaces and trapezoidal cross-section. Furthermore, studies of the influence of ship motion during groundings ascertained that ship motion affects structural performance characteristics. Resistances are lessened at the end of the grounding due to the reduction of indentations caused by heave and pitch motions of the ship hull girder. Finally, a new method for predicting the structural performance of the time-consuming complete-ship model by applying a combination of normal numerical simulations and ship-motion calculations is proposed and proven.     

船舶电机虚拟维修系统的研究

虚拟维修是一种崭新的维修模式,具有较多优点。文章阐述了船舶电机虚拟维修系统的设计,并以船舶电机的虚拟拆卸、保养、维修为例,采用虚拟现实软件——virtools实现对电机的虚拟拆卸、保养、维修功能。通过分析虚拟维修系统表明,它对开发更高级的虚拟维修训练系统提供一定的参考价值。