面向海上补给训练的虚拟仿真系统研究

针对海上补给训练难以实施的问题,分析了海上补给训练环境多变、训练过程复杂、协同动作困难以及参训对象众多等特点,探讨了采用虚拟仿真技术解决此问题的途径,提出了一个基于PC集群的面向海上补给训练的虚拟仿真系统的体系结构,并重点介绍了基于有限状态机的过程模型框架和采用此框架描述的海上补给训练过程模型,以及基于PC集群的多屏无缝拼接技术实现的海上补给训练的大场景显示,并在此体系结构和关键技术的基础上开发了一个面向海上补给训练的虚拟仿真系统,实现了对海上补给作业过程的仿真模拟,为海上补给训练和教学提供了有效的支撑手段。

基于PBD算法的海上补给装备柔性体仿真技术

针对海上补给仿真训练系统尚无法模拟索具、输油软管等柔性体的三维运动,影响系统沉浸感不足的问题,采用位置动力学(PBD)算法开展了海上补给装备中索具、输油软管等柔性体的仿真研究。依据多体动力学模型建立了海上补给装备柔性体粒子模型。对PBD算法进行改进,通过增加拉伸约束、弯曲约束、长距离约束、附着物相互约束实现了柔性体的动态变形三维模拟,并比较了高斯-赛德尔与牛顿两种算法。研究结果表明,高斯-赛德尔迭代方法满足在较低的迭代次数条件下能够较好地满足仿真系统的要求。最终模拟出了海上补给装备中索具、输油软管等柔性体的三维运动。