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云计算-舰船浮态调整实时仿真计算技术研究.pdf
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云计算-舰船浮态调整实时仿真计算技术研究.pdf
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中文摘要
摘要
舰船的生存能力研究是现代化海军舰船设计核心内容之一。生存能力是舰船
及其各系统在自然环境中遇到事故、海损或在作战环境中遭受损伤时,保持或最
大限度恢复其航行、作战等技术的能力【l】。尤其是在现代海战中,舰船一旦破损进
水,如果不能有效抗沉,将直接威胁其战斗力和生存能力。如何及时准确识别破
损舱室的位置,并在最短时间内迅速确定舰船的浮态和稳性,采取正确有效的抗
沉措施的研究,对于恢复舰船生命力和战斗力具有重大而又现实的意义【2】。
本文基于三维软件SolidWorks为研究平台,使用高级语言VB编写程序对其
进行二次开发,同时进行可视化晁面设计,应用Microsoft文件存储,实现了基于
三维模型的浮态调整计算和在SolidWorks环境下实时仿真,可视化、自动化程度
高,并开发出了相应的浮态调整实时仿真计算软件【3】。
本文主要介绍了舰船完整浮态的计算和调整、破损浸水过程中舰船浮态改变
的计算和仿真演示、如何快速调整舱室进行舰船浮态的扶正计算和仿真演示等主
要功能。其中完整浮态调整是利用油舱之间燃油的输送进行微调,以达到规定要
求的浮态;然而破舱进水后可能会导致舰船倾斜浮态很大,这时扶正措施可以采
用对舱室进行灌排水来调整浮态。
本文介绍了基于三维模型的船舶浮态调整实时仿真计算方法的关键技术,在
Visual
Basic中设计系统的主界面,利用二次开发技术进行实时仿真计算。通过算
例验证,本方法可以自动化、参数化、可视化、快速地实现相关命令,系统界面
简洁实用,人机交互性好,使用者可以通过简单的程序操作来快速完成舰船浮态
调整计算问题,减少计算时间,仿真效果直观、具体、逼真,还有重要的一点是
能够实时仿真,时效性非常高,具有很强的实用性。
关键词:浮态调整;实时仿真;二次开发;80l
idWorks;Visual
Basic
万方数据
英文摘要
ABSTRACT
The
viability
of
ship
is
one
of
the
core
elements of
modem
naval
ship
desi
-gn.The
viability
of
an
accident,when
the
general,or
suffer
damage
in
combat
environments,the
ability
to
maintain
or
maximize
the
recovery
of
its
voyage,shi
-P
operations
technology
and
various
systems
encountered
in
the
natural
environ-
ment.Especially
in
modem
naval
warfare,ships
once
damaged
water,if
not
effe
-ctively
anti-Shen,will
direct threat
to
its
combat
and
survival
skills.How
timel.
Y
and
accurately
identify
the
location
of
damaged
compartments
and
quickly
dete
-rmine
the
shortest
time
ship
floating
state
and
stability,anti-sinking
measures
ta-
ken
to
study
correct
and
effective,and
fighting
for
the
restoration
of
the
ship
ha
-S
great
vitality
and
realistic
significance.
In
this
paper,three-dimensional
software
SolidWorks
as
a
platform
for
high-
level
language
programming
on
its
VB
secondary
development,at
the
same
time
visual
interface
design,application
Microsoft
file
storage
to
achieve
a
floating
st
ate
adjustment
based
computing
and
real··time
simulation
of
three.-dimensional
m—-
odel
in
the
SolidWorks
environment,visualization
high
degree
of
automation,and
developed
a
corresponding
adjustment
of
simulation
software
floating
state.
This
paper
describes
the
calculation
and
adjustment
of
ship
complete
floatin-
g
state,flooding
damaged
during
ship
floating
state
to
change
the
calculation
an
d
simulation
demonstrate
how
to
quickly
adjust
cabin
were
righting
the
ship
floa
ting
state
calculation
and
simulation
presentations
and
other
major
functions.Whe
rein
the
adjustment
is
complete
floating
state
between
the
use
of
fuel
transportati
on
tanks
were
fine-tuned
to
meet
the
requirements
of
a
floating
state;however,
may
lead
to
the
ship
after
the
break
fooded
a
large
tilt
floating
state,then
right
—ing
measures
can
be used
for
cabin
irrigation
and
drainage
were
a由usted
floatin
g
state.
This
article
describes
the
key
technology
is
based
on
three-.dimensional
mod..
el
of
a
ship floating
state
adjustment
of
real-time
simulation
calculation
method,
in
the
main
interface in
Visual
Basic
system
design,the
use
of
secondary
develo
p-pment
technology
for
real-time
simulation.By
numerical
example,the
method
can
be
automated,parameterization,visualization,rapid
implementation
dependent
万方数据
英文摘要
command,simple
and
practical
system
interface,good
human—computer
interactio
.n,the
user
Can
operate
through
a
simple
procedure
to
quickly
complete
the
war
ship
floatation
adjustment
calculation
reduce
the
computation
time,the
simulation
results
intuitive,concrete,realistic,and
it
is
important
to
real-time
simulation,ti
-meliness
is
very
higla,very
practical.
Key
Words:floating
state
adjustment;real-time
simulation;secondary
devel—opment;SolidWorks;Visual
Basic
万方数据
目
录
目
录
第1章绪论…………………………………………………………………………….1
1.1选题背景与意义………………………………………………………………1
1.1.1选题背景……………………………………………………………….1
1.1.2选题意义……………………………………………………………….1
1.2国I杉't-研究现状………………………………………………………………2
1.2.1国内研究现状………………………………………………………….2
1.2.2国外研究现状………………………………………………………….3
1.3’本文主要研究内容……………………………………………………………5
第2章舰船浮态调整实时仿真计算内容…………………………………………….6
2.1仿真计算内容的组成及流程…………………………………………………6
2.2仿真计算的主要原理和内容…………………………………………………7
2.2.1舱室原始数据准备……………………………………………………一7
2.3.2初始状态设置…………………………………………………………一8
2.3.3完整浮态计算…………………………………………………………11
2.3.4完整浮态调整…………………………………………………………14
2.3.5破舱进水计算仿真……………………………………………………l
7
2.3.6破损扶正调整计算仿真………………………………………………25
2.3本章小结……………………………………………………………………一27
第3章仿真计算方法…………………………………………………………………28
3.1空间直角坐标系转换………………………………………………………一28
3.2遍历…………………………………………………………………………一29
3.2.1遍历面…………………………………………………………………29
3.2.2遍历点…………………………………………………………………31
3.3舱室内液体的生成与液面高度改变………………………………………一32
3.3.1三维舱室模型内水的生成……………………………………………32
3.3.2舱室内液体的改变……………………………………………………33
3.4
VB中二维图形旋转…………………………………………………………34
3.5实时仿真演示………………………………………………………………..35
3.5.1舰船沿任意角度横倾…………………………………………………35
3.5.2舰船沿任意角度纵倾…………………………………………………36
3.6舰船破损最终水线面确定…………………………………………………一37
3.7破舱进水的时间和流量确定………………………………………………一40
3.8浮态调整算法………………………………………………………………一42
万方数据
目
录
3.9数据库技术…………………………………………………………………一42
3.9.IVB中数据库的创建……………………………………………………42
3.9.2数据库的连接…………………………………………………………43
3.9.3数据库的管理…………………………………………………………44
3.1
0
VB与Exce
l的转换………………………………………………………一45
3.1
1本章小结……j………………………………………………………………45
第4章算例……………………………………………………………………………47
4.1完整浮态计算………………………………………………………………一47
4.2完整浮态调整实时仿真计算………………………………………………一47
4.3破损浮态计算………………………………………………………………..53
4.4破损舱室进水时间和流量计算……………………………………………一54
4.5破损进水实时仿真计算……………………………………………………一55
4.6扶正实时仿真计算…………………………………………………………..59
4.7本章小结……………………………………………………………………一64
第5章结论与展望……………………………………………………………………65
5.1结论……………………………………………………………………………………………………65
5.2展望………………………_…………………………………………………66
参考文献……………………………………………………………………………67
致谢…………………………………………………………………………………………………………………69
万方数据
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