基于 OpenGL 的实时三维海浪可视化仿真

海浪虚拟仿真技术是海上虚拟作战平台模型库构建的重要组成,直接影响到平台运行的逼真性和可行性。论文首先以重力波为例,分析了对规则海浪模型的仿真方法,然后采用线性波浪叠加法和海浪谱理论,探讨了不规则海浪模拟及其三维生成算法,通过建立海面规则网格,调用O penG L函数库,实现了对真实海浪进行模拟,为建立海上虚拟作战平台海浪模型提供了一种技术方案。     

船舶动力定位海浪环境的实时仿真与海浪谱分析

提出一种根据随机海浪频谱来实时模拟随机海浪的方法,它可以用于研究动力定位船舶及其控制系统在不同海况时的性能,该方法可以采用多种海浪谱来进行海浪的仿真,仿真结构利用了快速傅立叶变换FFT（Fast Fourier Transform)进行频谱分析,仿真程序可用于实际的动力定位船舶系统。     

基于Simulink的潜器在海浪中运动的实时仿真

以随机长峰波海浪作为模型,利用流体力学和波浪理论的原理对潜器在波浪中的运动进行受力分析,建立了潜器的横摇、纵摇和起伏运动的数学模型,用S函数进行各种海况下波浪力的计算和微分方程的求解,运用Matlab中的Simulink控件对潜器在海浪中的运动进行实时仿真,结果表明该方法能够比较真实地模拟各种海况下潜器在海浪中的运动情况.     

岩土工程位移监测及其灰色预报

通过工程实例介绍在岩土工程位移监测工作中,应用灰色系统理论预报位移发展趋势是一种好方法,它为施工提供了科学的预测依据,体现了信息化施工的优越性。     

Wilson海浪经验预报方法在渤海海域的应用

海浪是海面在风力作用下产生、发展和传播的波动现象,波高则是海浪大小的主要标志。波高对于船舶航运、海上作业、海水养殖和海洋工程等生产活动都是必须考虑的重要安全因素。近年来随着沿海海洋经济的迅速发展,人们对海洋灾害也进一步重视,其中海浪是海洋灾害中破坏力比较大的一种。对波高参数的需求日益迫切。渤海是我国重要的海域,有必要探讨渤海海浪波高预报技术。     

基于船舶运动信息的航行海域海浪特性预报

以船舶自身为波浪测量仪,致力于采集方便而又尽可能少的船舶运动信号以提取航行海域实时海浪特性.由于估计中不依赖原始理论计算的传递函数,不需要附带波浪采集装置,而仅利用航行中船舶运动的观测序列完成海浪谱反演,故该海浪测量方法可适应船舶自身运动参数的变化.另一方面,由于反演估计的船舶运动频率响应特性,与事先计算或以其它实验方法得到的船舶运动频率响应特性得以比较,可以深化、修正对许多不易实时测量的海浪激励状态与船舶运动响应关系的认识,并积累船舶工程研究设计所必需的相关海域海浪谱信息.     

灰色预测控制理论在超长期季节灾变预报中的应用

水文要素的中长期预报受影响预报对象的各种因子的干扰,目前预报难度比较大,尤其是超长期水文预报更显得复杂;灰色预测理论的应用给预报工作带来一新途径,从某一水文要素序列的组成上看,它有其自身的变化规律和受前期预报因子的制约,还有除此而外的其它因子影响,各种综合效应集中反映在该水文要素的变化上。本文通过实例应用,阐述灰色预测控制理论超长期预报方法。     

海浪模拟的三维仿真研究

讨论了海浪模拟的Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ模型和双叠加法模型,给出了在计算机上实现其三维仿真的具体方法,并从波面细化、颜色处理和光照控制三个方面提出了对海浪模拟效果改进的方法。     

海浪预报不确定下的船舶运动姿态分析方法

实时准确地估计海浪预报不确定下的船舶运动姿态是一个非常困难的问题.为解决该问题,通过分析海浪预报的随机误差对船舶运动姿态估计的影响,建立基于不确定性海况预报数据的船舶运动姿态估计模型;引入多项式混沌展开方法,实现船舶运动姿态估计的不确定性量化(Uncertainty Quantification,UQ);利用船舶横摇运...     

基于灰色马尔科夫模型的重庆市水运货运量的预测*

通过对重庆水运发展现状的研究,根据马尔科夫理论及灰色预测模型,将灰色GM模型与马尔科夫状态转移矩阵相结合,建立了预测重庆水运货运量的灰色马尔科夫模型,并通过实际预测发现,该模型的预测精度明显高于灰色预测模型的预测结果,并预测了2011—2012年重庆市水运货运量。     

基于三维势流理论的耐波性数值预报

准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件 WASIM基于时域势流理论,采用 Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模 DTMB5512为对象,采用 WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明：利用 WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用 WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。     

基于MATLAB/SIMULINK的气垫船动力系统仿真研究

开展气垫船动力系统仿真是研究气垫船动力系统动态性能的重要手段.建立了某型全垫升气垫船推进、垫升系统及船体的数学模型,采用系统仿真的方法,建立了基于MATLAB/SIMULINK仿真平台的仿真模型.通过选择典型工况和参数设定值对仿真模型和程序进行校核和调试,并以此仿真模型对几种典型工况的动态性能进行了仿真计算.研究结果可为该型船动力系统的设计、试验和使用提供参考.     

基于CFD的波浪滑翔机航速预测

在海洋科学领域,研究人员已开始使用一种新型传感器平台进行海洋数据采集,该设备在很大程度上增进了对复杂多变的海洋现象的研究与预测。这种新颖的设备能够在宽阔海域长时间进行数据采集。本文主要研究新开发的波浪式滑翔机平台,基于CFD数值仿真技术,对波浪滑翔机的运动进行模拟,研究其在不同浪级下的前进速度。研究表明:3级海况下,波浪滑翔机的平均速度可达到0.89 m/s;4级海况下,波浪滑翔机的平均速度可达到1.20 m/s,为精确预测海试波浪滑翔机的航速以及环境因素对其影响提供有力依据。     

基于PCA和RBF神经网络的绞吸挖泥船实时产量预测

绞吸挖泥船在实际作业过程中的动态特性非常复杂,影响产量的控制因素众多.若这些控制因素全部参与产量预测比较耗时.为了实时训练网络及预测产量,先对影响绞吸挖泥船产量的控制因素进行主成分分析(PCA),再根据分析结果约减控制因素;在系统仿真建模中,分别以全部因素和约减后因素作为径向基(RBF)神经网络的输入变量,以产量作为输...     

水面下的波浪——海洋内波

  目的  旨在探究内孤立波作用下航行体水动力特性的变化规律及机理。  方法  基于强分层假设下的内孤立波mKdV理论,采用有限体积法离散不可压缩纳维−斯托克斯方程,结合速度入口造波和重叠网格方法,建立分层流中的波−体耦合数值计算模型。模拟不同内波环境下内孤立波与固定、悬浮航行体耦合作用过程,通过数值求解得到航行体的水动力载荷变化规律。  结果  结果表明：水下航行体所受作用力和力矩幅值随波幅的增加而增大;固定航行体接近于两层流体分界面时受到的影响更大,而悬浮航行体接近于内孤立波波谷纵深时,受到的影响更显著;初始俯仰角的增大会导致航行体水平力幅值剧烈增大;具有初始航速的航行体受到内孤立波主波和尾波共同作用后会发生“掉深”现象。  结论  研究结果对于水下航行体的安全操纵具有一定参考价值。     

基于神经网络的海面噪声预测算法

海面噪声是整个海洋噪声研究领域的重要组成部分,准确预测海面噪声对于船舶探测系统及水声系统性能至关重要。本文对影响海面噪声的信号源特性进行分析,通过统计学方法对噪声源的分布情况及噪声传播条件进行研究,分析传播中的射线原理对噪声的影响。最后利用神经网络算法对简正波模型进行改进,研究小角度范围内噪声场的密度函数,并发散至大广角范围,得到海面噪声以及噪声信道的统计特性函数,并进行了实验。     

基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统研究

针对全垫升气垫船气液介质复杂场景实时再现仿真需求,基于粒子系统原理和OSG渲染平台,考虑气垫船近场波浪高程模型、气垫船垫升系统压力及流量仿真模型以及气垫船气流场特点,提出了一种基于多模型的气垫船航行时气液介质特效仿真框架和实现方法。搭建了该技术的体系结构和实现流程,解决了不同开发环境下建立的异构模型仿真问题,并通过仿真模拟计算验证了该技术的可行性和正确性。仿真结果符合气垫船航行时的气液介质外形特征、作用范围以及气液介质产生的随机性和规律性特征,能快速逼真地实现气垫船航行时气液介质视景特效,对增强气垫船模拟训练效果具有重要的意义。     

一种嵌入式电机控制系统

随着电子信息技术、自动化技术的发展,船舶电力推动技术的推进动力、机动性能、自动化程度也越加得到改善和加强,船舶推进是未来整个动力系统的重要组成部分。本文重点研究船舶动力推进系统中的永磁同步电机控制技术,首先分析永磁同步电机(PMSM)的数学原理,建立数学模型,并改进现有的永磁同步电机矢量控制技术,提出基于模糊矢量的控制方式。最后设计基于DSP的永磁同步电机的嵌入式系统,并利用实际数据进行了测试验证。