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船舶操纵运动及其虚拟仿真技术研究

作　者: 王新奇
导　师: 丁勇；曲仁成
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋工程
关键词: 船舶操纵性数学模型虚拟仿真
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 173次
引　用: 6次
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内容摘要

随着船舶研究的不断进步和计算机的发展,虚拟现实技术在船舶设计与建造领域得到广泛应用。虚拟设计、虚拟制造、虚拟装配等作为21世纪的新型制造策略正越来越受到工业界和学术界的重视,成为新世纪制造业信息化研究的热点之一。在设计阶段,利用虚拟现实技术对船舶的操纵性能进行三维立体的虚拟仿真,可以更加清晰准确直观的对所建造船舶在操舵后的运动轨迹以及运动姿态进行分析,进而进行运动性能评估。首先,本文依据日本MMG方程的分离建模思想,建立了三自由度船舶操纵运动微分方程组。用最小二乘法对直航阻力和螺旋桨推力进行了拟合,建立了船体、螺旋桨、舵所受到的力和力矩的数学模型,并考虑了它们之间的相互干涉。用龙格—库塔法对建立的操纵运动方程进行解算,得到了船舶在不同舵角时的运动轨迹,为船舶虚拟操纵运动提供航行路径。其次,使用三维建模软件Multigen Creator建立了船舶模型。其中采用了多种基本操作方法,为其他建模者提供了研究范例。在表面细节的处理上,大量采用纹理技术。利用不同的纹理制作方法,得出不同的视觉效果。最后,使用Vega中的LynX仿真模块实现虚拟运动仿真,并考虑了其中海洋模块的具体使用方法,实现某型船在不同操纵运动状况下回转的视觉观察效果。

船舶操纵运动及其虚拟仿真技术研究

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