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半潜船操作模拟器视景系统的研究

作　者: 廉静静
导　师: 尹勇
学　校: 大连海事大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 半潜船重大件视景显示压载水稳性计算
分类号: U674.941
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 81次
引　用: 1次
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内容摘要

随着全球石油消费快速增长,油价屡创新高,深海油气工程投资方兴未艾,钻井平台、油气生产设备等相关设备的运输需求快速增长,专业远程海运重型成套大件的运输船越来越受到航运市场的青睐。全球专业船舶运输队凤毛麟角,具有装载重大件货物的专业技术人才更是为数不多。由于缺乏相应的培训平台,企业船员不可避免地在半潜船操作过程中出现一些操作失误,引起较为严重的后果。为了满足半潜船作业人员学习和培训的需要,有必要在航海模拟器大环境下研发半潜船仿真系统,半潜船操作模拟器视景系统软件的研制开发就是半潜船仿真系统中的一个重要的组成部分。本文以船舶静力学为基础,以Visual C++6.0和OpenGVS场景管理软件为开发平台,研制开发了半潜船操作模拟器应具备的视景系统。本文的主要工作总结为以下几个方面:1.以船舶静力学为基础,对现有的静态船舶稳性计算模块进行集成,完善修改了静态船舶稳性计算模块,实现了半潜船装载重大件货物的过程的动态稳性计算。2.根据半潜船装载重大件货物的方式,初步研究了半潜船滚动装载重大件货物和半潜船潜装重大件货物的计算方法,通过对半潜船稳性数据的分析,制定出相应的压载水调整方案。3.利用OpenGVS场景管理软件,开发了视景显示模块。实现了视点的转移和跟踪,通过设置在半潜船驾驶台、甲板以及外部的三个虚拟相机,实时动态显示半潜船各种运动状态。4.通过实时读取稳性模块计算出来的首尾吃水、船舯左舷吃水、船舯右舷吃水、纵倾角和横倾角,以及船舶模型得出的航向速度和转首角速度数据,初步实现了半潜船六自由度运动的视景仿真。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题的研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 课题的研究内容和意义  12-14
  1.4 论文内容的组织和安排  14-15
第2章半潜船装载重大件货物的稳性计算基础  15-36
  2.1 重大件货物  15-17
    2.1.1 重大件货物的定义  15-16
    2.1.2 重大件货物的分类  16
    2.1.3 重大件运输船分类  16-17
  2.2 重大件货物运输考虑的因素  17-18
  2.3 半潜船船舶稳性衡准  18-23
    2.3.1 基于IMOA.749(18)条款的船舶稳性衡准  18-22
    2.3.2 下潜和起浮过程中的半潜船船舶特殊稳性衡准  22-23
  2.4 船舶稳性  23-29
    2.4.1 船舶初稳性方程  24-26
    2.4.2 少量装卸货物前后的初稳性高度改变量  26-28
    2.4.3 大量装卸货物的稳性问题  28-29
    2.4.4 重大件货物积载后引起的船舶横倾角  29
  2.5 船舶的吃水差  29-35
    2.5.1 船舶吃水差以及吃水的基本核算  30-33
    2.5.2 少量装卸货后船舶吃水差计算  33-34
    2.5.3 大量装卸货后的吃水差问题  34-35
  2.6 小结  35-36
第3章半潜船装卸重大件货物的关键性问题  36-50
  3.1 半潜船装卸重大件货物的方式  36-37
    3.1.1 滚装/滚卸  36-37
    3.1.2 潜装/潜卸  37
  3.2 半潜船滚动装卸重大件货物仿真时应考虑的关键问题  37-46
    3.2.1 半潜船横向滚装重大件货物  38-45
    3.2.2 半潜船纵向滚装重大件货物  45-46
  3.3 半潜船潜浮装卸重大件货物仿真应考虑的关键问题  46-49
    3.3.1 半潜船潜浮装货的条件  46-47
    3.3.2 半潜船潜浮装货舱内压载水计算  47-48
    3.3.3 半潜船潜浮装货的压载水调整方案  48-49
  3.4 小结  49-50
第4章半潜船操作模拟器视景显示的关键技术  50-66
  4.1 视景系统中半潜船本船的几何建模  50-55
    4.1.1 半潜船建模的主要方法  51
    4.1.2 三维建模软件的选择  51-55
  4.2 三维视景管理软件  55-58
    4.2.1 三维视景管理软件的选择  55-57
    4.2.2 基于MFC的OpenGVS框架  57-58
  4.3 视景仿真软件编程实现的几个关键问题  58-64
    4.3.1 导入物体的模型  58-59
    4.3.2 视点控制  59-61
    4.3.3 碰撞检测  61-62
    4.3.4 半潜船装卸重大件货物  62-63
    4.3.5 重大件货物前后,重大件货物运动机制  63-64
  4.4 视景驱动模块函数框架流程图  64-65
  4.5 小结  65-66
第5章半潜船操作模拟器视景仿真系统的设计与实现  66-80
  5.1 视景系统与各个模块间的数据交换  66-69
  5.2 半潜船操作模拟器视景仿真系统的设计  69-70
  5.3 半潜船操作模拟器视景系统的软件实现与结果分析  70-79
  5.4 小结  79-80
第6章总结与展望  80-82
  6.1 总结  80
  6.2 今后工作的展望  80-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
研究生履历  86

半潜船操作模拟器视景系统的研究

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