基于HOOPS的虚拟舰船可视化平台开发研究

提出利用HOOPS组件技术开发虚拟舰船可视化平台的方法,介绍舰船三维模型建立及优化的方法和转换为HSF格式的过程,实现了舰船三维模型与舰船信息数据库的联系及交互.     

舰艇航路规划系统研究

舰艇航路规划日趋复杂,规划过程涉及大量的海洋环境数据,为了有效地利用海洋信息提高航路规划效率,设计了基于ArcGIS平台的舰艇航路规划系统。建立舰艇航路规划空间分析模型数据库,依托ArcGIS平台的空间分析能力解决地理空间中的舰艇航路规划问题。介绍了舰艇航路规划系统的层次结构、组成、数据库以及模块功能,并给出了水下舰艇三维航路规划技术的实现思路和方法。系统可根据航行任务为多型舰艇制定航行计划,有利于提高舰艇航行的安全性和隐蔽性。     

基于HOOPS的舰船建模技术研究

随着计算机技术的迅速发展,三维数字化建模和数控加工技术在船舶工业的应用越来越广泛,不仅提高了船舶结构件加工的效率和精度,还降低了船舶设计制造的成本。船舶结构复杂,其三维数字化建模必须依靠性能优越的三维图形处理平台。HOOPS是一个先进的开放式三维分析平台,嵌入了ACIS开发软件作为造型引擎,在三维模型设计、渲染和分析等方面具有很大优势。本文系统介绍了HOOPS三维造型软件的原理,并利用该软件平台对舰船的建模技术进行研究。     

三维虚拟海洋图像仿真在舰艇视觉中的应用

在计算机视觉环境下建立舰艇防御和攻击的虚拟场景的重点是对三维虚拟海洋图像的仿真实验,传统的三维虚拟海洋视景仿真中在操作进程和虚拟数据资源配置中采用单线程设计,无法实现并行处理,视景效果不好。提出一种基于海洋拓扑结构网孔分解的三维虚拟海洋仿真技术并应用在舰艇的被动防御视觉系统中。构建三维海洋环境下舰艇的视觉控制模型,在MPI的视景仿真渲染工具Vega Prime中进行海洋三维视景建模,采用海洋拓扑结构网孔分解算法进行三维虚拟海洋视景仿真方法改进,在舰艇防御视觉系统中实现舰艇防御三维视景仿真,实验结果表明,采用该方法进行视景仿真,三维虚拟海洋具有较好的实时视景仿真渲染效果,视点转换和视点控制流畅,提高了在三维海洋环境中实现舰艇视觉仿真的可观性和可靠性。     

基于Vega和VC＋＋舰艇运动视景仿真系统实现

以研究舰艇运动响应的可视化为目的,对视景仿真系统开发中各种常见的建模和驱动技术进行了重点研究。提出了舰艇运动视景仿真系统的整体设计方案及流程,利用建模软件Creator建立了逼真的三维舰艇实体模型。采用DOF节点技术建立了舵＼翼舵、鳍＼翼鳍及螺旋桨的活动模型,解决了视景仿真系统开发中的视点切换、多通道显示、仿真数据加载等关键问题。基于VC＋＋集成开发环境,应用VegaAPI编程技术开发了系统,三维仿真结果表明该系统具有较好交互性和逼真度。     

武器任意攻击角下舰艇的不沉性概率计算

蒙特卡罗法作为计算舰艇不沉性概率的一种常用方法,在一维空间计算舰艇的失效概率中得到了广泛的应用。为了建立三维空间中的计算方法,在建立舰艇和武器攻击三维坐标系的基础上,把舰艇表面分割成很多个微小的三角形表面单元,运用蒙特卡罗法研究了武器任意攻击角度下舰艇不沉性概率计算的方法。最后,用型值表对实船进行三维坐标取值,计算该船在多次命中情况下的不沉性概率,并与一维方法的计算结果进行了比较分析。     

舰艇仿真训练系统开发中三维旋转效果的二维实现

在开发舰艇仿真训练系统中,为提高操作界面的逼真程度,经常要求实现元件的三维旋转效果。文章介绍了传统的二维坐标换算和旋转三维模型方法的局限和缺点,提出了通过替换页面关系和循环引擎,在二维开发环境中实现三维旋转的效果。此方法简化了程序流程,缩短了开发周期,在舰艇模拟仿真训练系统开发过程中有着良好的表现和广泛的应用趋势。     

舰艇舱室火灾危险等级的BP神经网络评估模型

舰艇舱室火灾危险等级划分是舰艇舱室防火性能设计和优化的基础.文章深入分析了舰艇舱室火灾危险等级的判别要素,通过对各判别要素的量化,建立了火灾危险等级BP神经网络评估模型;在Matlab编程环境中,使用LM算法对所建立的神经网络评估模型进行了训练,并通过测试样本验证了BP神经网络模型在舰艇舱室火灾危险等级评估中的可行性和精确性.     

基于灰色理论的舰艇综合通信能力评估

建立了舰艇综合通信能力评估指标体系,以层次分析法与灰色决策理论相结合的方法,综合舰艇综合通信能力的各构成因素,建立了评估模型,并通过该模型对舰艇综合通信能力进行了评估,检验了模型的有效性。     

舰艇隐身影响雷达探测能力的一种分析方法

舰艇隐身直接影响敌雷达的探测能力,是提高其作战能力的重要手段.本文探讨了舰艇雷达隐身效果的评估问题,提出了舰艇雷达隐身能力指标和雷达对隐身舰艇的探测能力指标,并建立了相应的数学模型.依据这些模型建立了一种舰艇隐身影响雷达探测能力的分析方法,举例演示了所建立的模型和分析方法的适用性.仿真结果表明,这种分析方法可以用于对舰艇隐身设计的作战需求论证和隐身舰艇的作战效果分析.     

船舶尾部模态数值计算与测试

为了提高船舶尾部模态计算的精度,文章提出了一种尾部详细结构与船体骨架结合的简化有限元模型,应用该模型对某全回转推进船舶尾部模态进行了计算,并将其结果与另外两种传统简化模型（即尾部三维模型与尾部+一维梁混合模型）的计算结果进行了比较。研究发现改进模型与传统模型在尾部局部模态计算中没有明显差别,但对整体模态而言其差异随频率增大而增大。为了进一步验证模型的有效性,在航行过程中对该船舶振动情况进行了测试,并利用运行模态分析法识别尾部整体模态。通过识别结果与计算结果的比较可见,三种模型在基频（1阶弯曲）计算时误差均很小,但是在高阶固有频率计算中改进的模型误差明显小于另两种模型。     

面向国产大型邮轮的虚拟设计评审方案研究

本文分析了国内大型邮轮三维设计模型的虚拟评审需求,基于Intergraph Smart 3D和SmartPlant Review软件,提出了国产大型邮轮虚拟设计评审的总体解决方案。该方案采用三维模型轻量化、模型虚拟评审以及大型邮轮设计-评审数据转换等关键技术,实现了面向大型邮轮设计的沉浸式三维模型全流程虚拟评审,并通过在国产大型邮轮设计模型上的应用测试,验证了该方案的可行性,可为提高大型邮轮设计生产效率、缩短建造周期以及降低生产成本等提供重要的技术支撑。     

船舶水弹性力学理论的研究进展

船舶水弹性力学理论在过去近三十年中取得了长足的进步,尤其是三维水弹性理论已被广泛应用于船舶与海洋工程领域的流固耦合问题中。全面地回顾了国内外船舶水弹性力学理论及试验研究的历史与现状,将水弹性力学理论分为二维线性、三维线性、二维非线性、三维非线性等几类,以波浪中航行船舶的水弹性力学理论研究与应用为重点,依次进行了介绍。在船舶水弹性试验方面,着重介绍了国内在整体弹性船模试验研究中取得的进展。     

面向船舶制造的MBD技术应用分析

系统研究面向船舶制造的基于模型定义(Model Based Definition,MBD)技术.以船体和舾装为例,定义基于三维模型的船舶三维数据集应用框架,并基于产品结构树建立三维标注模型与数据库之间的关联关系,使得MBD数据的存储与调用更为直观方便.基于二次开发技术建立基本数据集传递规则,提高数据传递效率.开发面向船...     

基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计

本文利用AI技术，以船舶舱室三维布置设计问题为对象，介绍了船舶舱室三维布置设计的知识类型及面向对象的知识集成表达方法，确立了基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计模型，介绍了基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计系统原型的总体结构和处理流程。该方法可提高船舶布置设计的自动化程度。     

三维精密测量技术在船舶脱硫系统改造中的应用

以三维扫描精密测量技术为基础,利用实景复制技术实现船舶形体及部件三维数字化采集、三维建模及船体检测,并应用于在役船舶脱硫系统快速改造工程。可以实现型线绘制、三维建模、三维虚拟安装等,为后期改装设计、零部件检测、虚拟装配、船型验收等应用提供数据支撑,极大提高从采集到检测等工序效率,减少在航船舶停泊时间,节约船舶改装和维修成本。     

船体强度三维有限元分析的载荷直接计算和验证

采用载荷直接计算法对鞭船船体强度进行三维有限元分析，并用该船的实航测试数据和“船体梁理论”进行了验证和讨论。     

水翼辅助推进船舶波浪中运动和增阻特性研究

基于在船首两侧增添（固定）水翼的水翼辅助推进船舶的设想,选取集装箱船型作为研究对象,采用三维面元法对原型和水翼船在规则波中的运动和增阻响应进行了预报,并与试验结果进行比较,验证了计算结果的准确性。研究结果表明水翼能够有效地减小船舶在波浪中的纵摇、垂荡和增阻响应,其中添加水翼船在波浪中的纵摇和垂荡响应峰值分别减少了21%和24%,而增阻响应则减小了80%。此外还对水翼展弦比和安装位置对船舶在波浪中的运动和增阻响应的影响进行了研究。     

Difference in ship motion and wave load in long and short crested irregular waves北大核心CSCD

[Objective]To investigate ship motion and load responses in realistic 3D waves and overcome the limitations of the traditional 2D wave assumption, this paper develops a method for predicting ship motion and load responses in short-crested waves. [Method]The long- and short-term responses of ship motion and load in long- and short-crested waves are numerically predicted using the spectral analysis and statistical probability methods, respectively. The influence of directional function on ship response is also numerically analyzed. Moreover, tank model tests and a large-scale model sea trial are comparatively conducted to validate the difference between ship response and statistics in long- and short-crested irregular waves. [Results]The results show that when navigating against the waves in the same sea condition, the long-crested wave assumption overestimates the statistical mean value of ship load response, but underestimates extreme load in real seas. For long-crested waves, the ship motion and acceleration power spectrum is concentrated around a certain frequency band. [Conclusion]Ship motion and load responses in realistic 3D waves are significantly different from those in 2D long-crested waves. The directional function of short-crested waves also has a significant effect on ship motion and load responses. © 2023 The Author(s).     

基于3DEXP的船舶管段装配信息计算方法

以实现任意形式船舶管段装配数据的自动化计算为目的，提出一种船舶管段装配信息计算方法。基于管段三维模型的重要特征，采用分治法构建管段通用数学模型，将复杂管段简化为相似子结构，计算相对角度和相对距离等管段装配信息。该方法在3DEXP上成功应用，研究成果对进一步探索船舶管系的数字化设计与制造具有重要意义。