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半潜船滚装作业压载水系统建模与视景仿真研究

作　者: 白青壮
导　师: 杨国豪
学　校: 集美大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 半潜船压载水调整重大件 Vega Prime MFC 视景仿真 MATLAB
分类号: U674.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来，由于海洋石油勘探和采掘活动的迅速增长，导致海洋油气探测、开采平台与运输设备的大量生产，伴随而来的是设施运输业务的飞速增长。半潜船由于其特殊的结构和用途，在运输大型海洋结构物、超大超重整机设备等重大件货物中发挥越来越大的作用。但在半潜船装载重大件货物作业过程中，无论是以何种典型的装载方式，潜装/潜卸还是滚装/滚卸，必须实时调节压载水来保证船舶的装载要求。故，半潜船压载水调节关系到装载作业效率甚至货物、船舶及船员安全。半潜船滚装作业压载水系统视景仿真的研究，使半潜船压载水操作更具直观性，为实际操作提供一定的参考价值。本文以船舶静力学为基础，结合VC++与Vega Prime视景仿真软件为开发平台，对半潜船滚装重大件货物作业过程中的压载水实时调节过程进行了视景仿真。本文所做的主要工作有：1）基于3ds max与Multigen Creator建模软件的半潜船船体、压载水舱室模型和重大件货物模型的建立。2）以船舶静力学为基础，依据半潜船在滚装重大件货物作业过程中的受力分析，给出滚装过程中压载水调整方案和调节优化数学模型。3）以Vega Prime视景仿真平台为工具，开发了视景仿真系统。可实现视点转换，多角度观察半潜船压载水调节状况；可实现碰撞检测，以更精确地进行压载水调节。4）结合MFC进行联合编程，开发了人机交互界面，并联合MATLAB混合编程进行压载水实时调节量的计算，可实时显示压载水调节视景仿真画面，且可实时读取压载水数据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 半潜船概述  9-11
    1.1.1 半潜船特点  9-10
    1.1.2 半潜船发展现状  10-11
  1.2 选题的背景和意义  11-12
  1.3 课题研究现状  12-14
    1.3.1 视景仿真技术研究现状  12-13
    1.3.2 半潜船压载水系统视景仿真研究现状  13-14
  1.4 课题研究的主要内容及结构  14-15
第2章半潜船滚装重大件货物作业的理论基础  15-28
  2.1 重大件货物综述  15-16
    2.1.1 重大件货物的定义  15
    2.1.2 重大件货物的分类  15-16
    2.1.3 重大件货物运输船的分类  16
  2.2 半潜船装卸重大件货物作业方式  16-18
    2.2.1 潜装/潜卸  16-18
    2.2.2 滚装/滚卸  18
  2.3 滚装作业中船舶浮态与稳性  18-23
    2.3.1 船舶坐标系  18-19
    2.3.2 船舶的浮性  19-21
    2.3.3 船舶稳性  21-23
    2.3.4 船舶重量和重心位置的计算  23
  2.4 装卸载荷对船舶浮态及稳性的影响  23-25
    2.4.1 装卸小量载荷对船舶浮态及稳性的影响  23-24
    2.4.2 装载大量载荷对船舶浮态及稳性的影响  24-25
  2.5 滚装作业中的船舶强度  25-27
    2.5.1 船舶强度的概念及分类  25-26
    2.5.2 船舶纵向强度的计算  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章半潜船滚装重大件货物的关键问题  28-34
  3.1 半潜船滚装重大件作业的几点假设  28
  3.2 滚装重大件货物的过程描述  28-30
    3.2.1 滚装作业时机的选择  29
    3.2.2 滚装过程的简单描述  29-30
  3.3 半潜船滚装重大件作业的压载水调整方案  30-31
  3.4 半潜船滚装重大件作业压载水调节量的计算  31-33
  3.5 压载水调节实现过程的简单描述  33
  3.6 本章小结  33-34
第4章视景仿真系统的关键技术支撑  34-44
  4.1 视景仿真系统的仿真流程  34
  4.2 视景系统中几何建模技术  34-36
    4.2.1 三维建模软件的选择  34-35
    4.2.2 模型转换存在的问题  35
    4.2.3 视景仿真系统中几何模型的建立  35-36
  4.3 仿真系统中模型的优化技术  36-37
  4.4 仿真系统中的视景驱动技术  37-40
    4.4.1 视景驱动软件的选择  37-39
    4.4.2 基于 MFC 的 VP 的仿真系统  39-40
  4.5 视景系统中视点控制技术  40-42
  4.6 视景系统中碰撞检测技术  42-43
  4.7 重大件货物的运动控制  43
  4.8 本章小结  43-44
第5章基于 MFC 的仿真系统的程序实现  44-53
  5.1 基于 MFC 的 Vega Prime 仿真系统框架  44
  5.2 人机交互界面  44-48
    5.2.1 Vega Prime2.0 在 VS 2003.NET 中的配置  44-45
    5.2.2 构建 MFC 程序  45-47
    5.2.3 窗口菜单及快捷键  47-48
  5.3 重大件货物运动模块的实现  48-49
  5.4 基于 VC 与 MATLAB 的压载水实时调节计算实现  49-51
    5.4.1 VC 与 MATLAB 混合编程  49-50
    5.4.2 压载水实时调节计算的实例参数  50-51
    5.4.3 压载水实时调节计算的 MATLAB 实现  51
  5.5 三维视景显示的实现  51-52
    5.5.1 压载水三维视景显示方式  51-52
    5.5.2 三维视景仿真显示  52
  5.6 本章小结  52-53
第6章总结与展望  53-54
  6.1 总结  53
  6.2 展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57
附录  57-63
在学期间发表的学术论文  63

半潜船滚装作业压载水系统建模与视景仿真研究

内容摘要

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