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。     

基于虚拟现实的船舶操纵运动仿真系统研究

利用MMG操纵运动数学模型计算船舶的操纵运动，应用OpenGL和3Dmax技术，开发了船舶操纵运动的三维可视化仿真系统，通过输入船舶主尺度，实现了具有真实感的、随时间变化的船舶操纵运动实时动态仿真，取得了良好的效果。     

船舶在纵浪中的运动稳性分析

基于非线性动力学理论，分析船舶在纵浪上的运动响应和运动的稳定性。首先建立描述船舶在纵浪上运动的垂荡—横摇耦合运动方程，利用多尺度法，求得垂荡—横摇耦合运动的亚谐共振解。其次，对船舶运动的稳态响应进行稳定性分析，得到亚谐共振情况下，船舶运动稳态响应的分布图，并揭示了船舶运动的某些非线性特征。     

船舶运动仿真系统的开发

为了研究船舶运动响应可视化的问题，将虚拟现实技术运用到船舶运动中。根据船舶在迎浪状态下纵向运动方程求解纵摇和升沉时的历解，为运动仿真提供原始数据。以MAXSCRIPT语言和VC＋＋为工具，3DSMAX为平台，初步开发了船舶运动仿真系统，并通过了系统测试。结果表明文中建立了一个具有良好交互性、效果逼真的仿真系统，比一般数值模拟更具有说服力，船舶在波浪中的运动仿真已经能够较好地实现。     

船舶搁浅于尖顶型礁石的外部动力学

船舶搁浅于沙滩上时，二维的地面特征使得只能允许考虑船舶的纵荡、垂荡和纵摇运动，忽略了船舶其它三个自由度的运动。然而，在船舶搁浅于尖顶型礁石的情况下，很明显，若礁石位置不在船舶的中心线上，则船舶所有六个自由度的运动都需要进行考虑。地面反作用力的垂直分量使船舶产生垂荡、横摇和纵摇，而水平分量则影响船舶的纵荡、横荡和首摇运动。     

船舶运动亚谐共振动力学行为的研究

船舶运动时的阻尼和刚度非线性，导致船舶大幅运动时横摇和纵摇之间的耦合，本文依据作者建立的船舶纵摇与横摇耦合的非线性方程，考虑强海浪激励情况以及纵摇和横摇的频率特征存在2：1的内共振关系，采用非线性动力学中的多尺度方法，求出了横摇和纵摇运动的摄动解，研究了亚谐共振发生的条件，给出了亚谐共振状态下船舶纵摇与横摇运动的动力学特征。研究表明，船舶亚谐共振的发生取决于波浪遭遇频率和纵摇频率的比值以及波浪激励的大小；船舶运动发生亚谐共振时，船舶出现大幅运动甚至倾覆。     

船舶多工况操纵运动仿真及其在初步设计中的应用

首先整理了前人的试验资料，建立了船舶多工况操纵运动数学模型及其仿真系统，给出了一种新的风力及风力矩数学模型并预报了船舶在风力作用下的操纵运动；并且提出了估算浅水中船体水动力的新方法，预报了船舶在浅水中的操纵性能；同时，对船舶紧急停船运动进行了仿真研究，给出了合理的计算模型。最后基于船舶操纵性能仿真系统开发了一个利用船舶操纵性能确定船型尺度的初步设计系统。     

运用操纵响应线性方程预报船舶运动规律

船舶在弱机动情况下的变速运动是一种基本的运动，本文对该状态下的船舶运动情况进行分析，运用船舶操纵性理论和数学知识推导出在该状况下预报船舶运动规律的方法——运用船舶操纵响应线性方程预报船舶运动规律。     

船舶运动惯导实测数据的非线性混沌特性的判定

利用基于关联维数的相位随机化的替代数据法，给出了对船舶运动惯导实测时间序列进行非线性判定和混沌判定的方法，计算结果表明船舶运动纵摇和横摇时间序列中含有非线性成份，指出船舶运动的建模和预报须用非线性时间序列的原因，研究了使用混沌时间序列S判据对船舶运动进行混沌判定的方法。     

风,流作用下船舶操纵运动的模糊控制方法

以“Ｍａｒｉｎｅｒ”船型为例，预报了船舶在定常风及海流作用下的运动性能，并将模糊控制理论应用于船舶操纵运动控制，建立了合理的模糊控制规则，模糊控制参数为船舶盘算向及及船舶横向位置。     

超大型船舶风中偏转规律的探讨

利用操纵运动的数学模型，计算了船舶运动先端迎风偏转的临界船速，从而揭示超大型船舶在风中的偏转规律，本文可为船舶驾引人员在风中操船提供参考。     

船舶转心在操船实践中的运用

船舶转心是指船舶作旋回运动时．船舶的回转中心。转心的位置是旋回中某瞬时的旋回中心。因此转心又称为“瞬时转动中心”。可以把船舶运动看作成一个保向斜航运动和绕转心的旋回运动的合运动。船舶转心是一个动态的点，在船舶无左右横倾时，对水运动速度V及船舶方型系数C将直接影响转心在船舶首尾线上的位置。当船舶对水前行时，     

水面舰船迎浪航行时大幅运动预报的切片算法

将预报船舶运动和波浪载荷的切片理论加以扩展，应用于有限深水中船舶迎浪航行时大幅纵向运动和波浪载荷的时域求解。预报结果体现出考虑了湿表面及化后引起的船舶运动和受力的非线性性质。本计算方法简便、实用，适用于船舶纵向大幅运动预报。     

融合主成分分析与支持向量机的船舶异常行为识别方法

为解决船舶异常行为识别率低下的问题，综合考虑船舶属性和运动特征，提出了一种融合主成分分析和支持向量机的船舶异常行为识别方法。根据船舶作业过程对船舶行为模式进行划分，并明确船舶行为模式相关的船舶运动特征；进而以船舶自动识别系统数据为基础，运用主成分分析算法提取最具代表性的船舶运动特征；最后运用支持向量机算法对船舶异常行为进行识别。选取青岛港附近水域的船舶轨迹进行试验分析，结果表明：青岛港附近水域最具代表性的船舶运动特征共10个，总贡献率为84.40%;船舶异常行为识别结果的平均精确率和平均召回率分别为83%和84%,均优于对比模型。研究成果可以为船舶位置异常、轨迹异常、航速异常、航向异常等异常情况的智能发现和海事监管提供支撑。     

拖曳系统对舰船操纵性影响计算

对拖曳系统的仿真计算与船舶操纵运动仿真计算同时进行，并经坐标变换将拖点张力转换到随船运动坐标系中，从而考虑了拖曳系统运动和船舶操纵运动之间的相互影响，建立相应的数学模型，并将拖曳系统作为外力处理加入到船舶操纵运动数学模型中去，数值预报了在拖曳系统作用下的某双浆双舵方尾船的操纵性能，并对结果作了讨论。     

船舶内共振动力学行为的研究

本文考虑船舶横摇与纵摇的非线性耦合运动，采用摄动分析及数值计算方法，研究了船舶存在内共振时的非线性动力学行为。研究表明，船舶非线性运动的重要特征是响应不对称、调幅调相及饱和等现象，为揭示船舶在高海情下的倾覆机理奠定了基础。     

船舶操纵运动智能控制的实时仿真研究

本文以“mariner”型船为例，建立了外界干扰下的船舶操纵运动数学模型，并将模糊控制理论应用于船舶操纵运动自适应控制，如用该船型可以对船舶在各种风，流状态的运动性能进行仿真，同时选用不同的模糊控制参数建立相应的合理的模糊控制规则，可以实现船舶在风，海流条件下保持航向，航线以及改变航向，航线的模糊控制仿真。     

不同海况下风浪对船舶排气扩散的影响研究

针对船舶航行过程中污染气体的排放和再吸入问题。基于开源CFD代码OpenFOAM，采用内外场混合算法模拟船舶在不规则波浪中的运动，采用多组分气体扩散模型模拟风口气体的排放与扩散，将两者相结合对船舶在波浪中航行时的气体扩散进行数值仿真。在固定船舶排风口排气速度、新风入口进气速度以及船舶航速的前提下，分别模拟了四、六、九级海况下的船舶航行运动，研究了不同海况及风速下船舶运动对排气口气体浓度扩散所产生的影响，以及对新风入口处气体再吸入率的作用。     

基于船舶碰撞海事分析的航迹模拟系统

根据航海日志及碰撞事故报告中可能提供的船舶运动过程等资料及其精度，建立各参数物理意义鲜明、并可从船舶资料中直接或间接获取的船舶运动数学模型，利用计算机，直观显示或绘制船舶运动轨迹，供有关人员分析和处理碰撞海事参考。     

船舶动力定位系统的数学模型

阐述了船舶动力定位系统的发展，给出了完整的动力定位系统的船舶低频与高频运动、推力器、风、浪、流等数学模型，最后给出了综合运动模型。