基于CFD的船舶斜浪三自由度运动仿真研究

针对船舶在斜浪中的多自由度耦合运动问题, 建立了三维粘性流耐波性数值波浪水池, 采用边界条件造波法生成高精度的斜向规则波, 通过同时求解RANS方程和刚体运动学方程, 结合网格整体移动方法和滑移网格方法, 实现了船舶斜浪航行的垂荡、纵摇及横摇三自由度耦合运动数值模拟。给出了DTMB5512船模斜浪中的垂荡、纵摇及横摇的频率响应函数, 与线性切片理论计算结果进行比较, 吻合良好。该方法可为船舶斜浪航行的耐波性预报提供一种有效的途径。     

波浪中船舶运动的仿真及预报研究

为了更好地进行船舶在高海情下运动状态的研究,以大型船舶为对象采用教学模型和计算机仿真的方法,根据船舶在波浪中的频域六自由度运动方程,研究了船舶在海浪中各种航速、航向、海情下横摇的运动规律,并对结果进行了分析和仿真对比,指出了船舶运动预报方法中存在的问题.通过仿真实例,可以更好的对船舶在海浪中的运动状态进行调整,能够有效的保证船舶安全运行.     

船舶运动视景仿真系统研究

由于航海在军事及经济中的重要性,船舶的运动研究也引起了人们的高度重视.文章介绍了在虚拟海洋环境中船舶运动的三维视景仿真系统.文中给出了船舶在规则波中的运动方程,用Creator仿真软件建立了船舶的三维模型,在Vega软件中对船舶的运动进行了实时交互控制.该系统在Vega的海洋模块中建立海洋场景,较真实地模拟了船舶在海面的运动情况.该系统不仅节约了研究经费,同时获得了较好的视觉效果,为后续的研究打下很好的基础.     

基于NAR神经网络的船舶运动姿态短期预测

船舶在海上作业的过程中,不可避免地会受到风浪的扰动影响,风浪扰动可以分解到船舶运动的六个自由度上,而船舶的六自由度运动是一个复杂的非线性过程.借助预测算法可以对船舶短时间后的运动状态进行预测,从而更好辅助在船舶上的工作活动.为了提升船舶运动姿态的预测精度,建立了非线性自回归(NAR)神经网络模型,并利用NAR模型对船舶运动姿态进行预测仿真,将仿真结果与AR预测法的结果进行对比.仿真结果分析表明,基于NAR神经网络模型的预测算法与传统的基于AR模型的预测算法相比,精度更高,更具有实用价值.     

基于Unity3D的船舶航行场景虚拟现实仿真模型

船舶航行场景虚拟现实仿真模型易受动态模糊赋值影响，导致生成的模拟曲线偏差过高，为此提出基于Unity3D的船舶航行场景虚拟现实仿真模型。利用Unity3D技术搭建船舶航行虚拟仿真场景，结合船舶运动方程，构建船舶航行场景虚拟现实仿真运动模型。实验结果表明，该模型的性能良好，生成的船舶航行仿真模拟曲线的拟合效果较好。     

手势合成的建模方法

本文介绍了手势的分类，以及在虚拟现实技术中的应用，通过分析手的物理结构，确定了手关节的自由度，以及关节运动的约束，分别从几何建模和行为建模两个方面来介绍合成手势的方法。     

基于SLAM的虚拟现实六自由度输入系统研究

在虚拟现实(VR)系统中,手控器的三维位姿定位与追踪是至关重要的功能。虽然被动式的六自由度(6DoF)输入方案比较稳定,但是这种系统通常需要额外的硬件,因此比较昂贵,并且其建立和初始化需要额外的空间和时间成本。因此基于视觉惯性即时定位与地图构建(SLAM)的主动式定位,提出一种易于部署且便于携带的六自由度输入系统,作为虚拟现实的手控器。为验证其在三维交互任务中的表现,设计了一组与现有商业手控器的用户对比实验。用户对比实验表明,所提出的主动式六自由度输入系统在虚拟现实交互任务中与现有的商业控制器具有相当的性能。     

潜艇在随机海浪中摇荡运动的仿真研究

该文采用PM随机海浪频谱来实时仿真长峰波随机海浪对潜艇的随机扰动,对潜艇在海浪中的横摇和纵摇运动进行了时域仿真,潜艇在海浪中的升沉运动则采用Hirom波浪力近似计算公式进行仿真计算。所采用的仿真方法已应用于六自由度潜艇操纵训练模拟器上,结果表明该方法能比较逼真地模拟各种海情下潜艇在海浪中的运动情况,仿真实时性好,仿真精度较高。     

Creator／Vega Prime在船舶动力装置视景仿真系统中的应用

介绍了目前流行的视景仿真软件Creator和VegaPrime及其开发流程。介绍了进行三维建模过程中的纹理贴图技术和层次细节（LOD）技术等,利用VegaPrime实现了船舶虚拟机舱的漫游方法以及漫游过程中的碰撞检测技术等。开发出船舶机舱虚拟现实仿真系统,建立了逼真的船舶机舱虚拟场景,实现了人在虚拟机舱环境中的漫游,以及对虚拟场景中主要运动部件进行驱动。     

范佘明:基于模拟器的船舶航行性能虚拟测试系统

用于航海模拟器的仿真模型既要简单以满足实时性的要求,又要有足够的精度以满足测试精度的要求,通过操纵运动与波浪诱导运动的叠加来模拟船舶在波浪上的运动。操纵运动通过求解基于水动力分析的运动微分方程得到,仅考虑二阶波浪力对操纵运动的影响。船舶在不规则波上的运动响应简化为许多规则波上运动响应的叠加。     

利用Simulink实现船舶运动的虚拟现实

该文建立了某型船平面操纵运动的Simulink的仿真模型，并利用虚拟现实工具箱(virtusl reality toolbox)实现了对船舶运动的虚拟现实，这有利于我们了解和研究船舶的一些极限运动(比如，可能导致倾覆的参数激振、横甩等)的机理。     

基于物理的图形建模研究

逼真性是虚拟现实的重要特性,也是虚拟现实研究的难点。基于物理的图形建模是实观虚拟环境中物体逼真运动的基本方法,它构建动画角色的动力学模型并通过仿真计算它们的运动。该方法在视频制作、虚拟仿真、虚拟漫游等领域中具有重要的应用价值。与其它运动表示方法相比,可以实现虚拟环境中多种更为逼真的物体运动效果。该文分别以不变形物体（刚体）和变性物体（柔体）为例,介绍了虚拟现实系统中实现逼真物体运动的基于物理的建模思想,分析了它们的特点以及各自存在的问题和局限性。最后指出了要想理想解决物体建模问题所必须进一步研究和突破的若干技术。     

虚拟现实技术在三峡升船机仿真中的应用

虚拟现实是一门在近10年来得到飞速发展的综合性极强的应用学科，已经广泛地应用到了军事，医疗，工业生产，娱乐等领域，该文主要介绍了虚拟现实在三峡升船机仿真中的应用，并提出了在建立虚拟场景过程中碰到的一些问题及其解决方法，如模型简化，贴图处理等，最后，文章还对虚拟现实技术未来的发展方向进行了展望。     

OpenGL中基于粒子系统的喷泉模拟实现

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感,对喷泉的模拟在视景仿真系统、计算机游戏、三维动画中有着广泛的运用.粒子系统是模拟喷泉的一种有效方法.目前一些喷泉模拟方法中存在算法复杂、粒子数量巨大、计算耗时、图像不真实等问题.文中提出了一种基于等加速运动和色彩融合的喷泉模拟方法.基本思想是在运用物理学原理模拟实现喷泉粒子的运动轨迹时,结合等加速运动来简化粒子运动状态,并采用纹理色彩融合绘制粒子.最后,运用VC 6.0和OpenGL开发工具实现了喷泉特效的模拟.实验证明该算法实现简单,模拟的喷泉效果满足实时性和逼真性的要求.     

船舶海浪中非线性随机运动的可视化技术

研究船舶海浪中运动的可视化技术.通过采用船舶在海浪中运动的可视化技术,可以使船舶设计人员能够更直观地了解船舶的运动性能.采用具有平台独立性的OpenGL图形库对船舶在波浪中运动的可视化进行描述,讨论了建立船舶模型的可行方法和如何建立三维波浪的数学模型.考虑随机波浪及船舶的非线性阻尼、非线性恢复力矩,建立船舶横摇运动的非线性微分方程.采用Runge-Kutta方法求解非线性微分方程,根据数值模拟结果,应用OpenGL中的函数来生成船舶在海浪中运动的动画.所开发的程序模拟的船舶和波浪是三维的,可以对不同有义波高的波浪和不同船舶的运动进行模拟.     

虚拟环境中履带式车辆运动仿真

为了对虚拟环境中履带车辆进行建模,满足虚拟现实系统沉浸感和实时性要求,研究了基于ODE(多体动力学仿真库)的履带式车辆多体动力学模型和仿真方法.将模型应用于虚拟现实系统,对履带车辆运动、翻越垂直墙、壕沟等障碍进行实时仿真.结果表明该模型能较好地表现虚拟环境中履带式车辆运动的动态过程,以及履带、负重轮等行走系统部件的相对运动.提出的模型及仿真方法能较好地应用于虚拟战场、装备模拟训练系统等虚拟环境,具有一定的应用价值.     

基于模糊控制的船舶自动导航仿真系统

在介绍船舶运动特性和分析船舶运动的基础上,建立船舶运动质点方程,研究基于模糊控制的船舶自动导航仿真系统。针对船舶偏航量的控制,设计位移模糊控制器和航向模糊控制器,对船舶在波浪中的运动进行数值仿真。船舶在各种不同外界条件下的运动状态数据,应用数据库技术,进行存储,作为后续数据分析来源。采用VC＋＋,在VS2005开发环境下使用GDI编程,实现可视化仿真。     

虚拟环境的系统设计方法及计算模型研究

面向对象技术和面向Ａｇｅｎｔ技术是虚环境系统的基本设计方法。本文用面向对象的方法来构造Ａｇｅｎｔ,并提供一组支撑Ａｇｅｎｔ的底层计算模型,如神经网络,遗传算法,专家系统和规划管理等。