数字图像处理技术在通航船模试验中的应用

利用数字图像来测定船模运动参数是一种成本低、精度高的方法。该系统利用数字图像技术实现了船模试验在自然光条件下的实时测量、实时数据处理和自动操纵控制。介绍了一套多CCD摄像机的船模自动测控系统，对电视图像变形修正、船模自动识别与跟踪等关键技术进行了详细的讨论。根据船模试验的特点提出了有别与一般目标识别跟踪的方法。     

船模实验用小型平面运动机构的研究

对船模实验用小型平面运动机构的造型及运动综合与分析进行了研究，导出了运动方程和船模不同运动状态的条件。     

一种简单易行的摄像机标定方法

提出一种适用于电视测量系统中的方便的投影参数求取方法，主要着眼于方法的易用性，并在此基础上设计出了一套用于自动测量船模运动参数的电视测量系统。它首先利用测试卡上的方格线求出摄像机镜头的变形修正系数，然后利用已知的5个地面坐标与图像中的对应点的关系求出摄像机的标定参数。根据上述两步得出的参数，可以通过图像上的任何一个像素点计算出其在地面上的对应坐标值。实验证明，本文提出的方法是有效的，且能够比较方便地解决视觉监控中摄像机标定的问题。     

基于重叠网格的船舶运动计算方法研究

文章应用重叠网格技术和单相Level-set捕捉自由面方法,结合数值造波技术和六自由度运动方程,形成了基于RANS方程的船舶运动响应数值计算方法,并在中国船舶科学研究中心自主研发的船舶专用粘流计算软件OShip上实现。应用该方法计算了DTMB5512船模在迎浪规则波中的运动响应,并通过对计算得到的船模运动时历曲线进行傅里叶变换,提取其运动的幅值和相位,得到了不同航速下船模垂荡和纵摇运动的频响曲线,所得结果与试验结果吻合较好。     

基于系统辨识的复合三体船回转模式运动分析

通过对复合三体船模回转模式运动试验,获得了回转运动数据,并将损失函数的优化过程作为辨识准则,对数据进行分析处理。针对复合三体船回转运动特性建立了回转运动的数学模型,确立了辨识的目标函数;运用遗传算法编制的VB程序对数学模型中的变量进行辨识,并预报了角速度值。对辨识结果和实验值进行了误差分析,得到了理想的预报结果,验证了该套数学模型及辨识程序的可行性。辨识结果亦可用于与船模大小相同的三体无人艇。     

基于计算机视觉的船模姿态计算方法研究

在现代船模试验中,船模在运动过程中的轨迹、姿态等参数是船模试验主要的测量目标。目前船模试验中的主要测量设备是陀螺仪、适航仪等设备。随着船模测量精度要求不断的提高,国内外逐渐使用非接触式方式进行相关参数的测量,其中最常用的非接触式测量方法是光学测量技术。本文基于计算机视觉技术,研究了船模姿态的计算方法。本文研究了计算机视觉技术,讨论了船模姿态测量理论,分析了船模的追踪算法。本文的研究对于我国船模试验技术的发展有着重要的指导作用。     

船舶非线性横摇运动数值模拟研究

非线性大角横摇运动是危害船舶安全的重要因素,也是船舶水动力学关注的热点及难点问题。文章采用CFD方法,对某型驱逐舰船模在不同波长规则波中横浪航行时的横摇运动进行了数值模拟。通过与水池实验比对,数值仿真得到的稳定横摇幅值与实验值的误差在10%左右。同时,数值模拟证实了非线性横摇的两种典型特征—“多值”及“跳跃”现象。数值模拟结果表明,CFD方法可作为研究船舶非线性横摇运动的有效手段。     

船舶低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真与分析

以船舶操纵水动力预报为研究背景,利用商用软件Fine/Marine对DTMB5415进行了低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真研究。以纯横荡运动幅值为0.064 m试验数据为基准,通过对比不同边界条件设置及其对计算结果的影响分析,得到随体坐标系下船模受到的侧向力及转首力矩,并将仿真计算结果与船模试验结果进行对比,获得较好的参数设置。以该设置参数及边界条件为依据进行后续的纯横荡运动及纯首摇运动数值仿真计算,得到船模所受侧向力及转首力矩。     

船舶低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真与分析

以船舶操纵水动力预报为研究背景,利用商用软件Fine/Marine对DTMB5415进行了低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真研究。以纯横荡运动幅值为0.064 m试验数据为基准,通过对比不同边界条件设置及其对计算结果的影响分析,得到随体坐标系下船模受到的侧向力及转首力矩,并将仿真计算结果与船模试验结果进行对比,获得较好的参数设置。以该设置参数及边界条件为依据进行后续的纯横荡运动及纯首摇运动数值仿真计算,得到船模所受侧向力及转首力矩。     

沿海风浪环境下大尺度船模耐波性试验研究

利用浮标式浪高仪对沿海海浪环境进行测量分析,建立适合在沿海开展试验研究的大尺度遥控遥测自航船模测试系统,开展同吨级圆舭船型和深V复合船型大尺度船模在沿海风浪环境下的耐波性试验研究,并将试验结果与拖曳水池小尺度模型试验测试结果进行对比分析。试验结果表明深V复合船型耐波性较圆舭船型得到大幅改善,且沿海风浪环境下大尺度模型运动特征与水池小尺度模型有较大差别。