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面向云航海模拟器网络的QoS保障算法研究
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作者 陈立家 周为 +3 位作者 吴小红 王凯 黄立文 邹佳敏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第S02期204-215,共12页
[目的]提出一种基于云技术的航海模拟器构架,并设计一种网络服务质量(QoS)保障算法(CNSQoSGA)。[方法]利用虚拟化技术将云航海模拟器硬件设备抽象集成为逻辑资源的方式,应用Kubernetes技术对平台应用服务进行集群管理,构建云航海模拟器... [目的]提出一种基于云技术的航海模拟器构架,并设计一种网络服务质量(QoS)保障算法(CNSQoSGA)。[方法]利用虚拟化技术将云航海模拟器硬件设备抽象集成为逻辑资源的方式,应用Kubernetes技术对平台应用服务进行集群管理,构建云航海模拟器平台构架。结合软件定义网络(SDN)架构为云航海模拟器网络的广域网提供一种组网方案,在广域网传输过程中根据数据异构的特性确定算法的整体框架,在Mininet仿真平台上对算法的可行性进行仿真试验,设置流量辨识、视景数据调度和多数据流QoS保障仿真场景。[结果]仿真试验结果表明,CNS-QoSGA在流量辨识上其精度能达到70%以上;相比于传统Dijkstra算法,该路径下带宽提高了56.2%,时延降低了21.4%;当多数据流共存于云航海模拟器网络时,相较于等价路由算法,CNS-QoSGA对网络中带宽和时延的满足率都提高了10%。[结论]所提出的算法为有QoS需求的视景数据计算出合适的路由路径,保障了网络的Qo S。 展开更多
关键词 航海模拟器 SDN 云计算 路由算法 网络传输
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航海模拟器中破冰船破冰阻力数值计算 被引量:1
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作者 王晓雪 张秀凤 +1 位作者 刘兆春 孟耀 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期204-212,共9页
为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量... 为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量纲化冰阻力系数的数值计算结果对比,证明了本文数值计算的可靠性;本文数值计算结果与经验公式进行对比分析,误差在20%之内,进一步验证了本文数值模拟的正确性;利用“雪龙2号”简化后的楔形体模型,本文研究了船体不同速度、不同破冰角度以及平整冰厚度时船-冰碰撞的响应特性,定性分析了不同工况下的船-冰碰撞过程中船舶受到的碰撞力、能量损耗等规律。同时,利用简化模型楔形体对船舶破冰阻力的参数敏感度进行研究,有利于获得破冰阻力随多参数变化的规律,将在不同工况下得到的破冰阻力平均值利用矩形域最小二乘法曲面拟合出破冰阻力公式。建立适用于运动数学模型实时解算的破冰阻力离线数据库,利用插值方法实时获得冰阻力,为冰区航海模拟器船舶运动数学模型中的冰阻力计算提供一定参考。 展开更多
关键词 冰区船舶 平整冰 有限元分析 船-冰碰撞 数值仿真 航海模拟器
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协调避碰辅助决策可视化在航海模拟器教学的应用
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作者 展琼谣 李丽娜 李国定 《珠江水运》 2024年第12期134-137,共4页
鉴于航海模拟器在教学中的广泛应用,应用航海模拟器进行协调避碰辅助决策及其决策可视化训练是船舶避免碰撞不可或缺的针对性培训项目。基于船舶避碰辅助决策的功能原理,运用几何理论分析紧迫危险下典型会遇态势协调避让,结合雷达避碰... 鉴于航海模拟器在教学中的广泛应用,应用航海模拟器进行协调避碰辅助决策及其决策可视化训练是船舶避免碰撞不可或缺的针对性培训项目。基于船舶避碰辅助决策的功能原理,运用几何理论分析紧迫危险下典型会遇态势协调避让,结合雷达避碰辅助决策功能界面及紧迫危险协调避碰案例的设计,探讨两船协调避碰辅助决策可视化及其解析在航海模拟器教学改革的应用。通过典型紧迫危险协调避让场景模拟器训练,使学员掌握紧迫危险协调避让的方法,保证船舶航行安全。 展开更多
关键词 避碰辅助决策 航海模拟器教学 紧迫危险 协调避让
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航海模拟器在引航员岗位培训中的应用——以深圳港引航站为例
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作者 王京奎 阎涛 《航海教育研究》 2024年第2期106-111,共6页
以深圳港引航站为例,分析将航海模拟器应用于引航员岗位培训的必要性,总结基于航海模拟器开展引航员岗位培训的内容,并从提升模拟器的物理真实感、行为真实感、环境真实感,制订培训方案以及完善评估机制等方面探讨提升模拟培训效果的具... 以深圳港引航站为例,分析将航海模拟器应用于引航员岗位培训的必要性,总结基于航海模拟器开展引航员岗位培训的内容,并从提升模拟器的物理真实感、行为真实感、环境真实感,制订培训方案以及完善评估机制等方面探讨提升模拟培训效果的具体措施。 展开更多
关键词 航海模拟器 引航员 岗位培训
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360°环形柱幕立体视景系统航海模拟器 被引量:11
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作者 王胜正 施朝健 +1 位作者 石永辉 陈锦标 《上海海事大学学报》 北大核心 2008年第2期1-6,共6页
为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360°环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器.该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用InfiniBan... 为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360°环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器.该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用InfiniBand超高速(10 GB/S)串行网络技术实现集群互联;360°环形柱幕立体投影系统采用巴可(Barco)的高端投影仪Galaxy 12 HB+,并且使用世界领先的INFITEC(INterferenz FIlter TEchnik))技术;另外投影系统中使用电子融合与光学融合的混合模式,保证整个系统的颜色一致性.结果表明,利用PC集群和360°全景立体投影系统实现的航海模拟器具有独特的性能与效果. 展开更多
关键词 航海模拟器 虚拟现实 360^o柱幕显示系统 立体显示 光谱分离技术 集群系统
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半潜船航海模拟器的压载水系统仿真 被引量:12
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作者 张显库 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第3期230-235,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 船舶、舰舶工程 半潜船 压排水 仿真 航海模拟器 空压机 数学模型
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公约、技术与航海模拟器的发展 被引量:39
7
作者 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-6,36,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 STCW公约 培训 发证 值班
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STCW公约马尼拉修正案下的航海模拟器发展战略 被引量:29
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作者 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2012年第3期5-10,共6页
STCW公约是对航海模拟器的发展影响最深的公约之一。通过对STCW公约马尼拉修正案中与航海模拟器有关修改内容的介绍和分类,提出了航海模拟器的发展战略在STCW公约马尼拉修正案履约要求下应遵循的原则提出研发符合STCW公约要求的ECDIS操... STCW公约是对航海模拟器的发展影响最深的公约之一。通过对STCW公约马尼拉修正案中与航海模拟器有关修改内容的介绍和分类,提出了航海模拟器的发展战略在STCW公约马尼拉修正案履约要求下应遵循的原则提出研发符合STCW公约要求的ECDIS操作模拟器、完善现有全任务航海模拟器的功能,以满足BRM等培训的需要。建议尽早开发特殊培训需要的模拟器,尽早开展在远程教学和电子教育中应用模拟器的相关研究。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 STCW公约马尼拉修正案 培训 发证 值班
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基于AIS航海模拟器目标船服务器的设计与实现 被引量:6
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作者 索永峰 杨神化 +1 位作者 陈国权 林文锦 《中国航海》 CSCD 北大核心 2014年第1期43-47,共5页
针对现有航海模拟器目标船航线设计需要教练员人工设定以及所制定航路带有一定主观盲目性的缺陷,设计基于自动识别系统(AIS)真机的目标船生成服务器系统。该系统可实现港口范围内船舶AIS信息的实时接入,达到航海模拟器仿真系统模拟真实... 针对现有航海模拟器目标船航线设计需要教练员人工设定以及所制定航路带有一定主观盲目性的缺陷,设计基于自动识别系统(AIS)真机的目标船生成服务器系统。该系统可实现港口范围内船舶AIS信息的实时接入,达到航海模拟器仿真系统模拟真实海上交通流的的效果。实际仿真训练表明,该方法提高了交通模拟的逼真度,有效仿真了真实操船环境带来的压迫感;同时,仿真系统自动生成海上通航环境,切实提高了航海模拟器训练中训练场景编制的工作效率。 展开更多
关键词 水路运输 AIS 航海模拟器 目标船 三维视景 虚拟现实
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航海模拟器配备立体视景系统的方法研究 被引量:4
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作者 张新宇 尹勇 +1 位作者 任鸿翔 刘秀文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第3期10-13,17,共5页
为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的... 为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的优缺点,根据航海模拟器的自身特点,提出了一种基于普通微机和普通投影仪,利用INFITEC技术构建多通道被动立体显示系统的方法,并成功应用于航海模拟器的立体视景系统及集装箱吊卸CAVE仿真系统。此方法不但增强了立体视觉的效果,而且大大地降低了立体视景系统的成本,为普及配备立体视景系统的航海模拟器提供了一种解决方案。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 立体显示 视景系统 干扰滤波器技术
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一种新的生成航海模拟器视景地形数据库文件的方法 被引量:13
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作者 关克平 王胜正 +1 位作者 陈锦标 施朝健 《上海海运学院学报》 北大核心 2003年第3期213-216,共4页
就航海模拟器视景系统中地形数据库的生成方法进行了阐述,在航海模拟器视景中引进了三维建模软件MultiGen Creator,并在实际研制系统中得到应用,大大提高了视景仿真的逼真度。
关键词 航海模拟器 视景系统 地形数据库 生成方法 三维建模软件 仿真 电子海图
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航海模拟器中适应式鲁棒航迹保持算法 被引量:2
12
作者 张显库 尹勇 +2 位作者 金一丞 张秀凤 孙霄峰 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第4期57-61,共5页
为了更方便地使用航海模拟器进行培训,减少大船、小船自动操纵中的算法切换或参数调整。采用将船舶操纵性指数计算代入控制器设计中的方法,基于闭环增益成形算法,给出一种通用的适应式鲁棒航迹保持算法。通过对11条船的测试,控制效果令... 为了更方便地使用航海模拟器进行培训,减少大船、小船自动操纵中的算法切换或参数调整。采用将船舶操纵性指数计算代入控制器设计中的方法,基于闭环增益成形算法,给出一种通用的适应式鲁棒航迹保持算法。通过对11条船的测试,控制效果令人满意。该算法实施过程简单、物理意义明显且具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 适应式 鲁棒 闭环增益成形 航迹保持
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面向VR航海模拟器的虚拟手交互方法研究 被引量:3
13
作者 陈立家 张子健 +3 位作者 郝国柱 李世刚 王凯 黄立文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第3期135-144,共10页
为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对... 为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对虚拟驾驶台控件进行高效的碰撞检测;根据实际船舶操纵特点建立虚拟手操纵方法,并引入反向运动学算法对操纵过程中的虚拟手姿进行实时优化。仿真结果表明,采用改进后的碰撞检测算法运行帧率提高了23.1%,经反向运动学算法优化后手姿稳定性提高了50.8%,实现了高沉浸感与高真实感的船舶操纵,解决了传统虚拟现实仿真中人机交互真实感不足的问题。 展开更多
关键词 航海模拟器 虚拟现实 虚拟手 碰撞检测 反向运动学
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航海模拟器中半潜船滚装作业研究 被引量:2
14
作者 廉静静 尹勇 +1 位作者 杨晓 翟小明 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第1期5-8,共4页
基于半潜船滚装大型海洋结构物需要实时排打压载水舱的压载水量,提出了压载水调整的优化数学模型,该模型以力和力矩平衡方程以及压载水量的调节范围为约束条件,以压载水舱的调节水量绝对值之和作为目标函数,同时以Visual C++6.0和OpenGV... 基于半潜船滚装大型海洋结构物需要实时排打压载水舱的压载水量,提出了压载水调整的优化数学模型,该模型以力和力矩平衡方程以及压载水量的调节范围为约束条件,以压载水舱的调节水量绝对值之和作为目标函数,同时以Visual C++6.0和OpenGVS场景管理软件为开发平台,实现了半潜船操作模拟器模块间的数据通信,完成了半潜船操作模拟器的视景系统的开发,初步实现了航海模拟器中半潜船滚装大型海洋结构物的仿真。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 半潜船操纵仿真 压载水调整 稳性计算 大型海洋结构物装卸 航海模拟器
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触控式航海模拟器人机交互系统优化设计 被引量:10
15
作者 符斌 任鸿翔 李小涛 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第6期110-114,共5页
触控操作便捷高效,已成为下一代船舶驾驶台操控的趋势,为适应实船操控的发展,提高船员培训效率,节约培训成本,减少硬件人机交互系统损耗的目的,在航海模拟器中很有必要开发触控式人机交互系统。以V.Dragon-4000型航海模拟器硬件人机交... 触控操作便捷高效,已成为下一代船舶驾驶台操控的趋势,为适应实船操控的发展,提高船员培训效率,节约培训成本,减少硬件人机交互系统损耗的目的,在航海模拟器中很有必要开发触控式人机交互系统。以V.Dragon-4000型航海模拟器硬件人机交互系统为参考,采用WPF框架搭建软件人机交互系统界面,运用C#语言后台编写逻辑实现交互功能。优化设计的触控式人机交互系统操作灵敏、形象逼真,且可以根据操作需要改变界面大小,经接入到航海模拟器进行检验,可以替代硬件人机交互系统在航海模拟器中使用。与原有交互系统进行比较,该交互系统可以提高航海模拟器的运行效率。 展开更多
关键词 航海模拟器 人机交互系统 触控操作 模块化 逻辑关系
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基于航海模拟器仿真的码头工程通航评估 被引量:6
16
作者 徐元 邓健 严庆新 《船海工程》 北大核心 2008年第3期84-86,共3页
基于沿海码头工程建设中通航安全评估应用的需求,对采用航海模拟器进行码头工程评估应用的可行性、科学性进行探讨,提出模拟器进行通航评估时的方法、步骤和内容。通过实际的码头通航评估个例分析其有效性。
关键词 航海模拟器 通航评估 码头
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航海模拟器智能评估方法综述 被引量:3
17
作者 方诚 任鸿翔 《中国航海》 CSCD 北大核心 2015年第4期48-52,共5页
评估方法的合理性对航海模拟器训练考核与评估的结果有重要影响。为降低主观因素对评估结果的影响及充分利用已有的定性和定量信息,在介绍航海模拟器中评估系统、机器学习算法、云模型及综合集成研讨厅的研究现状的基础上,指出传统评估... 评估方法的合理性对航海模拟器训练考核与评估的结果有重要影响。为降低主观因素对评估结果的影响及充分利用已有的定性和定量信息,在介绍航海模拟器中评估系统、机器学习算法、云模型及综合集成研讨厅的研究现状的基础上,指出传统评估方法的缺陷,对航海模拟器智能评估方法中存在的问题进行总结。针对航海模拟器训练考核与评估需求,探究航海模拟器智能评估新思路,为进一步深入研究奠定理论基础。 展开更多
关键词 智能评估 航海模拟器 机器学习 云模型 综合集成研讨厅
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航海模拟器中破碎浪的建模 被引量:1
18
作者 神和龙 尹勇 +1 位作者 孙霄峰 张新宇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2012年第1期23-26,30,共5页
为实现航海模拟器视景系统中破碎浪的仿真,对近岸区域容易产生的崩碎波和卷碎波进行建模。采用光滑粒子动力学(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)方法对流体进行建模,以容易产生浪花的港区岸壁、码头等为目标模拟区域进行抽象确定边... 为实现航海模拟器视景系统中破碎浪的仿真,对近岸区域容易产生的崩碎波和卷碎波进行建模。采用光滑粒子动力学(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)方法对流体进行建模,以容易产生浪花的港区岸壁、码头等为目标模拟区域进行抽象确定边界。基于SPH流体的粒子无序性和同时间步长位置相对固定等特点,对链表搜索法进行改进,提出前向链表搜索法,对SPH模型的近邻搜索算法进行了改进,使得粒子搜索时间复杂度大大降低,提高了粒子近邻搜索的效率。所建立的破碎浪模型具有较好的实时性效果。 展开更多
关键词 水路运输 破碎浪 前向链表搜索法 光滑粒子动力学 航海模拟器
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半潜船航海模拟器的压载水系统仿真 被引量:1
19
作者 张显库 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第2期121-121,共1页
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、液住数学模型,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。
关键词 压载水系统 航海模拟器 半潜船 仿真 船员培训 数学模型 空压机 压载舱
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航海模拟器中船舶平旋推进器的数学模型 被引量:1
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作者 张秀凤 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第2期27-30,共4页
建立一种用于航海模拟器的平旋推进器(Voith Schneider Propeller,VSP)的数学模型。通过操作硬件设备获得VSP桨的等效螺距比以及VSP桨产生的总推力在船体纵向、横向分力的百分数;利用已公开的VSP桨第一象限图谱计算总推力的大小;将分力... 建立一种用于航海模拟器的平旋推进器(Voith Schneider Propeller,VSP)的数学模型。通过操作硬件设备获得VSP桨的等效螺距比以及VSP桨产生的总推力在船体纵向、横向分力的百分数;利用已公开的VSP桨第一象限图谱计算总推力的大小;将分力的百分数乘以总推力即可得到在纵向、横向、首摇上的分力(矩)。将上述得到的VSP桨推力(矩)作为外力叠加到船舶运动方程中,采用四阶龙格——库塔积分得到VSP船舶运动的态势,提供给航海模拟系统的其他模块。实现了航海模拟系统的人——机交互功能,增加系统中船模数据库的多样性。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 平旋推进器 船舶运动数学模型 航海模拟器 人——机交互
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