舰船虚拟设计研究

舰船虚拟设计是近几年来随着虚拟现实技术、产品生命周期管理技术、先进船舶设计技术的发展而兴起的一种船舶设计方法.文章概述了舰船虚拟设计的体系构成、分析了其关键技术、叙述了应用现状并对未来的应用提出了建议.     

舰船虚拟维修仿真应用系统的设计与实现

虚拟维修技术对于舰船、航行器等复杂装备的维修性设计与分析具有重要意义。详细分析舰船维修性设计对于虚拟维修仿真的应用需求,在此基础上提出一种面向舰船维修仿真应用系统的架构,设计该系统的组成及各模块功能。该应用系统架构包括数据层、功能层、接口层及用户界面层4个层次：在数据层,可实现数据的数据库存储和本地存储;在功能层,设计了多个仿真数据管理功能、运动捕获数据处理功能以及可视性、可达性和舒适性等多个高级分析功能;在接口层,提供了与Teamcenter（TC）平台的数据集成功能,可实现从TC下载舰船JT模型至仿真系统中,以及将仿真结果和场景文件等上传至TC;在用户界面层,设计了人性化的系统操作界面,可实现客户与系统之间的友好交互和操作。最后,结合Jack仿真软件,实现舰船虚拟维修仿真应用系统的原型,该原型系统为开展舰船虚拟维修仿真数据的管理与应用以及运动捕获技术在虚拟维修中的应用奠定了基础。     

保障SC-21设计的虚拟想象舰船仿真

美国海军下一代水面战舰舰将是ＳＣ－２１。其卓越的任务执行能力将要求在舰船研制以及作战系统与船体、机械和电子系统的集成方面具有革命性的进展。模拟和仿真对于减少采购费用、缩短研制周期和降低周期风险，提高舰船效能，促进新技术的应用以及降低全寿期费用极其重要。通过在虚拟作战环境下想象舰船的分布仿真演示，描述了ＳＣ－２１模拟 仿真能力的初步开发。计算机技术的最新进展已经有可能开发仿真为基础的设计、采购和制造     

虚拟产品开发技术及其在舰船建造中的应用

介绍了关于虚拟产品开发（ＶＰＤ）技术的模拟和虚拟现实、虚拟产品数据和ＳＴＥＰ标准、并行工程的ＣＡＸ集成系统和虚拟产品开发系统及技术、ＶＰＤ技术应用层次等概念。在分析了ＶＰＤ技术在国内外舰船建造中应用的情况后,提出了促进ＶＰＤ技术在我国舰船建造中的应用建议。     

虚拟环境在舰船设计中的应用(一)

为了节省设计，制造和试验新系统的费用和时间，需要制造和试验硬件原型，以便于确定它们在满足作战使用要求方面的效能。计算机仿真技术的最新重大进展，提供了在硬件制造以前确认成品用户要求的手段，展示了设计和采办策略革新的希望。这类技术由于能在虚拟环境中对虚拟原型进行设计和使用性试验，将很快给造船师提供在基于计算机的控制空间内代替造船厂的船台进行舰船建造和下水的能力。     

基于XML的舰船设计建造信息交换技术研究

XML(可扩展标记语言)。是下一代WWW的支撑技术之一，逐渐成为网上数据存储和交换的国际标准。本文提出了在XML标准基础上扩展适合于船舶设计制造领域中CAD／CAM异构软件系统间数据集成和交换的文件格式。称之为SEDMAL(Shipbuilding Exchanging Data Markup Language)思路。对相关技术和研究情况进行介绍。论文分析了目前我国舰船设计制造计算机应用系统现状。CAD、CAM系统间不同设计系统间数据交换的需求和问题．接着对XML技术特点和优势进行了介绍和阐述，然后结合造船系统数据交换的需求提出了建构SEDMAL的设想。针对SEDMAL讨论了设计目标、构建的基本原则、编程接口技术选取和基本的编程约定。最后，给出了构建的SEDMAL文件格式实例。说明其使用方法和技术上的优缺点。     

虚拟海洋环境中的舰船运动的仿真

采用源汇法和STF切片法,计算了在不同浪向下舰船横向运动的水动力模型系数和波浪扰动力（矩）,并存入数据库。提出采用四阶龙格-库塔法求解舰船运动水动力模型的线性微分方程组,获得了舰船随时间变化的各自由度运动幅值。采用虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维海洋虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维舰船运动（横摇、艏摇、横荡）在该场景中的动态仿真。     

基于视景仿真的舰船驾驶室虚拟设计方法研究

基于舰船设计的实际需求,提出一种优化驾驶室人机工程设计的虚拟仿真方法。该方法基于人机工程学和三维实时视景仿真技术,对驾驶室设计的合理性、有效性进行仿真和评估,从而实现从设计、仿真、评价到反馈修改、优化的全过程。     

船用设备虚拟设计综述

本文探讨了船用设备虚拟设计的相关概念,并从舰船运动仿真和设备虚拟设计两个方面对船用设备的虚拟设计进行了综述分析。     

船舶机舱虚拟仿真系统的设计与实现

采用Multigen Creator、GL Studio和Vega Prime开发船舶机舱虚拟仿真系统.本文介绍了机舱三维建模、仪表仿真、虚拟场景驱动的设计思路和实现方法,讨论了运动建模、模型优化、仪表建模、Vega Prime加载GL Studio模型的关键技术,对各种类型的虚拟仿真系统开发具有普遍指导意义.     

基于虚拟现实的船舶操纵系统

在介绍船舶操纵训练系统视景的体系结构基础上,提出系统的整体设计,三维场景的建模的实现方法,以及三维场景的显示,最后重点介绍多分辨率模型的策略选择和多分辨率模型的平滑过渡解决方法。     

基于虚拟现实技术的船舶运动仿真

虚拟现实技术是目前国内外最热门的仿真技术之一,由于其有着高效、安全和低成本等特点越来越受到各国的重视。介绍了在虚拟环境下的船舶运动仿真的可行性方法。首先用二维半切片法给出了船舶运动的方程,接着用3DMax软件建立船舶的模型,最后在OpenGL环境中建立场景进行船舶的运动仿真。仿真场景有着较好的感观效果,给人以真实性,同时系统有着较好的可控性。对船舶运动仿真的进一步研究有着重要的作用。     

虚拟现实中的船舶运动仿真

建立了某型船舶平面操纵的运动模型,利用虚拟现实软件Division,构成船舶操纵运动解算模块、运动转换模块等,实时控制并显示船舶的航行姿态,实现了虚拟现实中船舶的运动仿真,有利于研究船舶的可操作性、适航性等特性。     

虚拟海洋环境中的舰船运动的仿真

采用源汇法和STF切片法,计算了在不同浪向下舰船横向运动的水动力模型系数和波浪扰动力(矩),并存入数据库.提出采用四阶龙格-库塔法求解舰船运动水动力模型的线性微分方程组,获得了舰船随时间变化的各自由度运动幅值.采用虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维海洋虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维舰船运动(横摇、艏摇、横荡)在该场景中的动态仿真.     

船舶机舱多通道视景虚拟仿真系统

船舶机舱多通道视景仿真系统采用多通道融合技术、边缘融合技术、几何校正技术等进行计算机成像和无缝拼接,以实现宽视角和反算控制算法进行投影图象的非线性几何拼接和校正.进而方便用户在三维场景中进行自由的访问和操作,交互拾取时能够提供高效便捷的三维拾取功能和支持用户更好的交互场景和高效的人机交互行为,并能利用虚拟仪表、虚拟指示...     

基于虚拟现实的船舶产品装配仿真研究

虚拟装配是虚拟制造领域的研究热点。为实现船舶产品的装配仿真，自主开发了虚拟装配仿真平台；介绍了虚拟装配平台IVAE（Interactive Virtual Assembly Environment）的系统结构，并结合船舶产品装配特点分析了主要关键技术：虚拟装配环境下的模型表达、装配约束处理和碰撞检测。最后，以一个船舶产品装配实例进行了验证。验证结果表明：在平台的仿真环境下能有效地解决船舶产品的装配问题，这对船厂的实际装配生产具有一定指导意义。     

曲面分段加工的虚拟流水线生产模式及关键技术探讨

本文在简要评述中国船舶生产发展过程的基础上,提出了曲面分段加工的虚拟流水线作业模式.针对曲面分段加工虚拟流水线作业的特点,研究了曲面分段加工虚拟流水线生产模式的关键技术:作业负荷均衡技术和生产控制技术;虚拟流水线的自适应控制机制技术.利用虚拟流水线生产模式可以有效地提高船舶生产效率,降低生产成本,提高整体竞争实力.     

面向可重构虚拟制造环境的数控加工仿真

数控加工仿真对于零件实际加工过程具有一定的指导意义。在分析了产品制造系统、虚拟制造环境、数控加工仿真过程的基础上,提出了一种基于可重构虚拟制造环境的数控加工仿真方法;通过对虚拟制造环境的分析,研究了虚拟制造环境的层次结构,并将其抽象划分为四个层次;重点阐明了零部件模型、虚拟加工机床模型的可重构设计,从而实现了整个虚拟制造环境的可重构,并在此基础上建立了可重构的虚拟制造环境。最后,以船用柴油机机身零件的数控加工过程仿真为例,验证了该方法的可行性。