隧洞施工中的瓦斯防治与利用

本介绍了彭州市风鸣桥电站引水隧洞瓦斯段施工时对瓦斯的防治与综合利用。     

半潜船航海模拟器的压载水系统仿真

为了提高半潜船操纵及船员培训水平,用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真.建立了空压机、泵,压载舱的压力、电流、液位数学模型,以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力.系统由61个窗体组成,采用随机数据读取方式与船舶配载计算系统通信,传送各舱容积并获取船舶吃水和姿态角度数据.经过测试系统能够模拟半潜船的各项实际压排水情况,仿真效果令人满意.     

新型深水绷紧式系泊系统动力特性分析

通过对工作水深为1 500 m的新型绷紧式系泊系统中单根系缆进行动刚度和动张力计算,并与静刚度下计算结果比较,说明了在合成纤维系缆数值计算中考虑其动刚度特性的必要性;传统动刚度计算中将整条系缆作为直线考虑,假定系缆上的应力和应变处处相同,不考虑系缆自身重量,且忽略流体动力作用,这些假设和忽略降低了计算精度;基于集中质量法建立了系缆的动力学模型,提出采用分段动刚度方法通过迭代计算各缆段上的动刚度和动张力,并考虑了系缆自身重量、流体动力和海流等因素的影响;由于传统方法中取预张力作为平均张力计算会降低精度,于是提出基于统计的方法计算各缆段的平均张力,并用于该缆段动刚度的计算。该研究对于绷紧式系泊系统的数值分析和工程应用具有重要的意义。     

船舶操纵模拟器中的系缆张力模型

建立了可适用于6个自由度船舶操纵运动数学模型的系缆张力计算模型。系缆的应变满足虎克定律,利用悬链线方程和虎克定律推导出的系缆无应力长度的计算公式,根据计算出的系缆无应力长度和系缆的实际长度的对应关系,用试算法计算系缆张力;否则,忽略系缆的自重,通过由系缆的应变曲线图拟合的多项式来计算系缆张力,并分别计算了系缆的水平张力和竖直张力。进行了系缆破断强度的计算,并对系缆张力是否超出安全负荷以及系缆是否破断进行了判断。计算实例验证了模型的正确性和实用性。     

船舶动力定位模拟器自动定位功能研究与实现

为了自主研发功能完备、扩展性好的船舶动力定位模拟器,分析船舶动力定位模拟器中各个模块的功能,对现有航海模拟器的系统架构进行改进,提出适用于多单元协同仿真的船舶动力定位模拟器系统架构。根据动力定位系统自动定位模式的原理,设计动力定位控制器和推力分配算法,提出使用 Direct2D图形技术来设计动力定位人机交互界面。最后在所设计的动力定位模拟器系统架构下,以1艘动力定位供给船为仿真对象实现在不同海况条件下的自动定位功能和系统信息显示,并验证算法的有效性。     

多物标雷达标绘评估系统的研究

在利用航海模拟器进行雷达标绘训练中,能否实现多物标雷达标绘的自动评估并保证评估结果的客观性和准确性已成为一个亟待解决的问题。通过对多物标雷达标绘进行深入研究,构建了多物标雷达标绘评估系统的整体框架和流程图,确定各评估要素及其权重,建立了各评估要素的误差分布函数,利用Visual C++面向对象的语言完成评估系统的整体开发工作。     

公约、技术与航海模拟器的发展

航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视级真实感视景成为可能,图形生成系统从高档图形工作站到微机集群的转换,软件几何校正边缘融合技术在宽视场角环幕投影中的应用大幅度降低了视景系统在航海模拟器中的开发成本,为多本船航海模拟器系统创造了条件,包括多本船体系结构在内的综合化趋势将越来越明显。另一方面,六自由度船舶运动数学模型的研究也显得越来越迫切,需要投入更多的精力。     

网位仪设备的仿真研究

为了将航海模拟器的功能从商船领域拓展到海洋渔业船员培训领域,这就需要在模拟器中增加渔船操作模块,并设计开发如网位仪等仿真设备.建立合理的回波强度模型,根据该模型自动选取相应的颜色级别以绘制海底回波图像,选取了简化的Floy鱼群运动模型、采用透明位图技术显示鱼群,最终实现海底、鱼群和噪声的动态显示.实现了与航海模拟器联网运行,得到了较好的仿真效果.     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统.采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程.该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台.