基于Vega的虚拟海洋场景视景仿真

虚拟海洋场景视景仿真是虚拟现实技术在船舶行业中的一个具体应用。以地理模型、建筑模型和植物模型为例，研究了虚拟海洋场景的构建和优化方法；基于Vega的海洋模块，介绍了虚拟海洋及海洋特效的形成原理和方法。     

基于Vega的虚拟海洋场景视景仿真

虚拟海洋场景视景仿真是虚拟现实技术在船舶行业中的一个具体应用。以地理模型、建筑模型和植物模型为例研究了虚拟海洋场景的构建、优化方法，基于Vega的海洋模块介绍了虚拟海洋、海洋特效的形成原理和方法。     

虚拟现实技术在船舶航行路径优化中的应用

受复杂地质条件影响,海域中存在航行事故频发区域,而传统船舶航行路径优化中,虚拟现实技术只注重模拟海域基本特征,导致选取的船舶航行路径集中在事故频发区域,因此重新研究虚拟现实技术在船舶航行路径优化中的应用。本文研究利用虚拟现实技术构建海域三维模型,统计历史事故频发区域界定船舶航行安全区域,结合船载信息融合技术确定最优路径,重新优化船舶航行路径。实验结果表明,与传统的虚拟现实技术应用效果相比,利用虚拟现实技术绕行事故频发区域,选取的船舶航行路径最安全。     

虚拟现实平台中水下航行器动力系统装配模型优化设计

现有的水下航行器动力系统装配模型在虚拟现实平台中经常出现多数据间的协同异常,模型内多单元数据计算误差偏大的问题。针对问题的出现,提出虚拟现实平台中水下航行器动力系统装配模型优化设计。首先,引入多粒子群分析算法对航行器水下动力系统装配数据进行则优化模型建立,通过模型找出装配相关量的优化参数;接着,针对动力单元、控制单元与供电单元,分别引入磁转动力算法、约束控制算法与协同供电算法对对应单元进行优化,在装配相关单元数据修正中,实现最终模型数据误差的消除;最后,通过专业的动力分析系统,对优化后的模型数据进行仿真测试,证明提出的优化方法具有可行性与有效性。     

基于虚拟现实技术的船舶维修性验证系统研究

针对传统维修性验证方法的不足,应用虚拟现实技术和并行工程的基本思想,提出了船舶维修性虚拟验证的基本方法.基于CATIA和DELMIA三维建模基本平台,说明了构建虚拟维修模型的基本元素,给出了虚拟维修模型的创建方法和步骤,研究了船舶维修性指标虚拟验证的基本方法和流程.虚拟维修性验证系统有效实现了船舶全寿期的整体优化,缩短了研制周期,是一种实现船舶维修性并行优化设计的有效方法.     

面向VR航海模拟器的虚拟手交互方法研究

为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对虚拟驾驶台控件进行高效的碰撞检测;根据实际船舶操纵特点建立虚拟手操纵方法,并引入反向运动学算法对操纵过程中的虚拟手姿进行实时优化。仿真结果表明,采用改进后的碰撞检测算法运行帧率提高了23.1%,经反向运动学算法优化后手姿稳定性提高了50.8%,实现了高沉浸感与高真实感的船舶操纵,解决了传统虚拟现实仿真中人机交互真实感不足的问题。     

基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真

为提升船舶在复杂航行环境中的安全,提出基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真方法。该方法使用虚拟现实技术中的Vega Prime虚拟现实开发工具,依据海洋、船舶相关数据与图像,使用Crertor工具建立flt静态三维模型库,从该模型库内导出船舶三维模型所需数据后,使用Vega Prime虚拟现实开发工具的LynXPrime图形界面,对船舶航行复杂周围环境的水体、海浪等进行建模并进行纹理制作后,再通过实时驱动、视景仿真驱动以及仿真交互程序运行,实现船舶航行复杂周围环境图像三维仿真模型的交互。实验结果表明,该方法可有效对船舶航行复杂周围环境的洋流流向、流速、海水温度进行三维仿真。同时也可对船舶航行环境内其他船舶进行红外视景可视化,且应用效果较佳。     

烘焙技术在VRP中的应用

贴图烘焙技术,主要用来在游戏和建筑漫游动画中,提高渲染速度。本文研究的是这项技术在制作虚拟现实的软件VR-Platform中的应用。虚拟现实是一项高新技术。参与者可以通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。VR-Platform平台是制作虚拟现实的软件,烘培工作将光照信息变成贴图,才能将光照信息导入到VR-Platform平台中,得到逼真的自然效果。本文介绍了在Lightscape软件中烘培模型的方法。     

利用虚拟现实技术的舰船图像优化

传统舰船优化算法仅能对图像二维层面进行通道增强,在三维结构层面上无法实现图像的构成像素关系的分析优化,从而出现优化后的图像结构关系不够清晰、细节特征模糊的问题。基于上述图像三维层出现的问题。引入虚拟现实技术,提出虚拟现实技术的舰船图像优化研究。利用虚拟现实技术,在图像的虚拟三维空间,提取图像三维结构特征;通过三维虚拟增强算法,对特征量进行结构变换增强优化。最后通过虚拟重构算法,对优化后的图像特征量进行图像结构重构,从而实现优化图像结构细节的效果。通过与传统图像优化算法的优化效果对比表明:提出的优化方法,在多处图像结构细节优化上,做出精准处理,处理效果符合实际应用要求,且优于传统图像处理效果,更适合舰船图像的精度化处理。     

舰船虚拟现实应用中并行渲染技术研究

分析了船舶虚拟现实应用中三维模型数据的特点,以及由此造成的计算机系统处理瓶颈问题,提出了针对舰船设计领域复杂模型可视化仿真的解决方案,结合应用实例介绍了用于并行渲染可伸缩图形系统的结构和设计方法.     

作战软件模型检验方法研究

作战模型是作战软件的基础。采用合适的检验方法对作战模型进行检验,对于提高作战软件辅助决策的正确性、实用性,实现预定的功能需求,减少工程研制风险具有重要的意义。在分析作战模型研制过程的基础上,提出了作战模型检验方法的组合应用策略,为正确有效的开展模型检验活动提供了技术支持。     

基于BEM与VOF耦合模型的潜堤附近波浪变形研究*

BEM和VOF方法是目前模拟近岸波浪变形的2种有效方法。以这2种模型为基础构建了一个前域应用BEM、后域应用VOF方法的波浪数值计算耦合模型（BEM+VOF模型）,并应用该模型对波浪越过水下潜堤的波面变形过程进行研究。结果表明,计算值与实验值吻合良好,说明本文建立的波浪耦合模型可以很好地模拟波浪和结构物的相互作用。     

典型剖面下调距桨装置RMS建模仿真与指标综合评价

船舶机电设备可靠性维修性保障性(RMS)设计已经成为与产品狭义功能性能同等重要的设计特性之一。调距桨装置是船舶重要推进设备之一,其RMS在服役期间的持续稳定效能,直接对船舶任务、效能、安全保障、使用保障费用等都产生重要的影响。本文选取故障树动态主逻辑图为RMS建模框架,提出了RMS模型的建模方法,结合计算机仿真技术,给出了基于RMS模型的仿真流程及仿真方法。最后应用本文所研究的建模仿真方法对某型调距桨装置进行RMS评价。     

Review of the uncertainties associated to hull girder hydroelastic response and wave load predictions

This paper reviews the importance of uncertainties in hull girder loads influenced by flexible fluid structure interactions. The focus is on developments in the field of hydroelastic modelling, simulation and model tests of practical relevance to the prediction hull girder wave load predictions and their validation. It is concluded that whereas hydroelastic methods for use in design development and assessment become increasingly useful, challenges in realizing and modelling uncertainties can be attributed to: (1) the limitations of numerical methods to suitably model nonlinearities; (2) the ambiguity of model tests; and (3) the systematic use of data emerging from computational, model- or full-scale methods. An approach is recommended to assess the uncertainty in the hydroelastic responses to wave loading and an example is provided to demonstrate the application of the procedure.     

船用燃气轮机建模技术研究

建立燃气轮机数学模型是船舶动力及其控制系统研制的重要手段,建模的关键在于提高精度和收敛速度.为解决缺少部件实验特性数据的问题,本文基于相似理论提出了运用转速相似、流量相似和几何相似参数,对已知机组特性数据进行变换,从而获得具有相似关系的待建模机组的特性数据.考虑到两个机组的非绝对相似性,对特性数据进行修正,以提高建模精度.采用传统N-R法与有限域搜索法相结合的方法有效地提高了收敛速度.上述方法业已成功地应用于某型三轴燃气轮机的建模中.     

Prediction method of hydrodynamic forces acting on the hull of a blunt-body ship in the even keel condition

The mathematical modeling group (MMG) model is well known and is widely used in the field of ship maneuverability. However, the MMG model can be applied only after determination of the hydrodynamic coefficients either from comprehensive captive model tests or from general empirical data. Around the cruising speed, when a ship's drift angle is relatively small, several methods have been developed to predict hydrodynamic coefficients from the ship's principal particulars, e.g., Kijima's method. Kijima's method is efficient in predicting the ship's maneuverability at the initial design stage and is even able to assess the effect of changes in stern design. Similarly, for the low speed range when a ship's drift angle is relatively large, several methods for predicting the ship's hydrodynamic coefficients have been proposed, based on captive model tests, such as those by Kose, Kobayashi, and Yumuro. However, most of the methods developed for low speeds cannot be applied to general ship types without additional experiments being performed. In contrast, Karasuno's method uses theoretical and empirical approaches to predict the hydrodynamic forces, even for large drift motions. Although Karasuno's model utilizes the ship's principal particulars and is applicable to a general vessel, it has not been widely used. This is because the form of Karasuno's model is relatively complicated and its accuracy around the cruising speed is less than that for other methods that have been specifically developed for the cruising speed range. A practical method for predicting hydrodynamic forces for the entire operating speed range of blunt-body ships is proposed in this article. It is based on the MMG model and predicts hydrodynamic coefficients based on a ship's principal particulars. A regression model for the proposed method has also been proposed by analyzing 21 different blunt-body ships. Finally, simulations of a very large 4-m crude carrier (VLCC) model using the proposed method were carried out and the results compared with free-running experiments (both at the cruising speed and at low speeds) to validate the efficacy of the model.     

基于Arena的武钢工业港原料码头物流系统仿真研究

分析了武钢工业港原料码头物流系统的现状及存在的问题,利用Arena仿真软件对武钢工业港原料码头物流系统进行了仿真建模,并在建模过程中应用了相关的优化策略,对模型进行了验证和确认分析,提出了进一步的优化方案。     

船舶波浪载荷预报方法和模型试验研究综述

系统阐述船舶波浪载荷预报的二维、二维半、三维方法以及水弹性力学分析方法,详细分析了完全弹性模型以及分段弹性模型的试验技术,并给出了船舶波浪载荷预报方法和模型试验研究现状和发展趋势。作为一个自然的发展趋势,船舶水动力学的发展方向是从频域转向时域、从切片理论转向完全三维理论、从线性转向非线性以及从势流转向粘流。船舶波浪载荷模型试验目前广泛采用只模拟一阶垂向振动频率的均质梁来开展试验。     

连云港港货物吞吐量预测研究

分别采用线性回归法和支持向量机法对连云港港货物吞吐量进行预测研究,在此基础上,提出基于前两种方法的最优线性组合预测模型。通过对3种预测方法的预测结果对比,指出组合预测法具有性能稳定且精度较高的特点。最后根据组合预测模型结果,给出连云港港2010—2015年货物吞吐量的预测数据。     

基于AAKR模型的船用低速柴油机状态监测方法

针对船用二冲程低速柴油机运行状态监测,本文分析现有的柴油机状态监测方法,并指出现有方法的不足之处。提出基于AAKR模型的柴油机状态监测方法,同时阐述AAKR模型的原理。该方法具有无需故障数据、无需对模型进行训练与调参、高效快捷等优点。本文建立柴油机仿真模型,通过对柴油机模型进行模拟状态监测实验,证明基于AAKR模型的柴油机状态监测方法的有效性,最后讨论不同带宽的选择对模型性能的影响。该方法无需故障数据的特性使其具有更强的普适性,可广泛应用于船舶柴油机的在线状态监测和预警。