本文關(guān)鍵詞：大型雙槳雙舵船舶操縱運動建模與虛擬仿真

  更多相關(guān)文章： 雙槳雙舵船舶 船舶運動數(shù)學(xué)模型 虛擬現(xiàn)實 Vega

【摘要】：隨著集裝箱船的大型化、快速化,出現(xiàn)了以航行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性為目標(biāo)的雙槳雙舵大型集裝箱船。本課題旨在研究并實現(xiàn)一個大型雙槳雙舵船舶操縱運動的虛擬仿真系統(tǒng)。 本文應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),構(gòu)建馬士基Triple E級集裝箱船舶運動虛擬場景及其三維實體模型,利用Vega作為三維驅(qū)動平臺,基于MFC框架,建立了雙槳雙舵船舶運動虛擬仿真系統(tǒng)。 首先,基于MMG建模機(jī)理,忽略兩槳間的干擾作用,考慮風(fēng)、浪、流的干擾力和力矩的影響,以Matlab/Simulik為軟件平臺,建立常速域大洋航行工況下的馬士基Triple級集裝箱船舶三自由度運動的數(shù)學(xué)模型,利用Matlab的RTW工具箱和Matlab引擎接口實現(xiàn)與VisualC++之間的數(shù)據(jù)交換。 然后,根據(jù)三維模型構(gòu)建的技術(shù)指標(biāo)和建模原則,確定建模方案,建立雙槳雙舵船舶操縱運動虛擬仿真場景所需要的虛擬場景和三維實體模型。本文的三維實體模型包括船舶、舵輪和槳舵局部模型,虛擬場景有船舶運動場景、舵輪場景、儀表場景和槳舵動作場景,分別詳細(xì)的介紹了模型的構(gòu)建和虛擬場景的配置過程。 設(shè)計并構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng),是本文的核心。本文所建立的虛擬仿真系統(tǒng)不僅完成了場景切換、環(huán)境切換以及視角切換的功能,還可以實現(xiàn)航向控制、旋回試驗、Z型試驗以及操舵控制四種操縱運動虛擬場景的切換。依據(jù)功能實現(xiàn)需求,詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的實現(xiàn)流程,將虛擬仿真系統(tǒng)分為數(shù)字仿真和可視化仿真兩部分,并且就其中的關(guān)鍵技術(shù)作了說明。
【關(guān)鍵詞】：雙槳雙舵船舶 船舶運動數(shù)學(xué)模型 虛擬現(xiàn)實 Vega
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U675.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 雙槳雙舵船舶的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題總體方案和研究內(nèi)容12-15
• 第2章 雙槳雙舵船舶運動數(shù)學(xué)模型15-36
• 2.1 船舶運動數(shù)學(xué)模型的建立15-18
• 2.1.1 船舶運動坐標(biāo)系15-16
• 2.1.2 船舶平面運動數(shù)學(xué)模型的建立16-18
• 2.2 作用于裸船體上的流體動力和力矩18-22
• 2.2.1 慣性類流體動力和力矩18-19
• 2.2.2 粘性類流體動力和力矩19-22
• 2.3 雙槳雙舵船舶螺旋槳數(shù)學(xué)模型的建立22-26
• 2.3.1 敞水槳推力的計算22-24
• 2.3.2 船體對槳的干涉水動力24
• 2.3.3 螺旋槳對船體的干涉水動力24-25
• 2.3.4 螺旋槳橫向力及力矩計算模型25-26
• 2.4 雙槳雙舵船舶舵機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立26-29
• 2.4.1 舵葉平面正壓力的計算27-28
• 2.4.2 其他參數(shù)的計算28-29
• 2.4.3 舵機(jī)模型29
• 2.5 船舶運動干擾力模型29-31
• 2.5.1 風(fēng)的干擾力數(shù)學(xué)模型的建立29-31
• 2.5.2 流的干擾力數(shù)學(xué)模型31
• 2.6 船舶操縱性能試驗31-35
• 2.6.1 旋回試驗32-33
• 2.6.2 Z型試驗33-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 第3章 雙槳雙舵船舶虛擬場景及三維實體建模36-46
• 3.1 三維建模的技術(shù)指標(biāo)及原則36-38
• 3.1.1 技術(shù)指標(biāo)36-37
• 3.1.2 建模原則37-38
• 3.2 虛擬場景及其三維實體模型構(gòu)建38-43
• 3.2.1 三維實體模型構(gòu)建38-41
• 3.2.2 虛擬場景配置41-43
• 3.3 槳舵動畫43-44
• 3.4 小結(jié)44-46
• 第4章 仿真系統(tǒng)總體設(shè)計及實現(xiàn)46-66
• 4.1 數(shù)字仿真部分46-48
• 4.2 可視化仿真部分總體實現(xiàn)48-51
• 4.3 功能模塊的技術(shù)實現(xiàn)51-65
• 4.3.1 系統(tǒng)場景52-54
• 4.3.2 參數(shù)設(shè)置54-61
• 4.3.3 視角設(shè)置61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 結(jié)論與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：922355