渔船模拟器中中层拖网的建模与仿真

为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高中层拖网三维可视化的效果。对一中层拖网进行了仿真研究,结果表明:仿真结果同其水槽试验结果相近,最大误差在20%以内,验证了该模型的合理性。最后,文中还给出了中层拖网的三维可视化效果图。

渔船模拟器中渔网水动力模型的研究(英文)

为在渔船模拟器中进行渔网的动态模拟,根据集中质量法建立了渔网的数学模型,将渔网离散为由大量无质量弹簧连接的质量点的集合,并考虑了均匀流对渔网运动的影响。利用同某质量点相连的其它质量点的已知位移代替其实际位移来求解该质量点所受到的弹性力,从而可进行各质量点方程的单独求解。采用隐式Newmark-β算法求解质量点方程,增大了可进行稳定计算的时间步长。对一网片在均匀流中的运动进行了模拟,并将仿真结果同其水槽试验结果进行了比较,从而验证了模型的合理性。

渔船模拟器中拖网放网过程的数值模拟

为在渔船模拟器中进行渔网的动态模拟,将渔网网衣离散成通过无质量弹簧相连的节点集合,采用集中质量法建立网衣在均匀流作用下的运动响应数学模型,通过指数矩阵精细积分法对网衣的非线性动力方程进行求解,得到网衣各节点的位置和速度信息。该数值方法具有很高的精度和效率,为验证数值模拟的正确性和有效性,将本文结果同水槽试验结果进行比较,通过仿真数据分析可知数值方法的准确性。

基于物理模型的渔网网衣动态模拟与可视化研究

为了在渔船模拟器中进行渔网的动态模拟,建立了渔网的数学模型,并进行其可视化研究。基于集中质量模型将渔网离散为通过无质量弹簧连接的质量点集合,根据牛顿第二定律建立了质量点的动力学方程,并考虑了均匀流对渔网运动的影响。为了进行渔网运动的实时模拟,利用隐式Newmark-β算法求解渔网的数学模型,增大了可进行稳定计算的时间步长。对一尼龙网片在水流中的运动进行了模拟,并利用OpenGL函数库开发了渔网的三维可视化程序,从而验证了该模型的合理性。

渔网的动态仿真及可视化研究

为提高渔船操作模拟器视景系统的可视化效果,提出并实现了一种基于物理模型的三次B样条插值曲线绘制渔网和手纲的方法;考虑到可视化系统的实时性,通过简化网具系统的几何模型,构造三次B样条插值曲面实现了基于物理模型的B样条插值曲面的渔网可视化;根据视点距渔网的远近分别调用B样条插值曲线和B样条插值曲面方法进行渔网建模,从而既提高了系统的实时性,又保证了绘制渔网的逼真度。

网位仪设备的仿真研究

为了将航海模拟器的功能从商船领域拓展到海洋渔业船员培训领域,这就需要在模拟器中增加渔船操作模块,并设计开发如网位仪等仿真设备。建立合理的回波强度模型,根据该模型自动选取相应的颜色级别以绘制海底回波图像,选取了简化的Floy鱼群运动模型、采用透明位图技术显示鱼群,最终实现海底、鱼群和噪声的动态显示。实现了与航海模拟器联网运行,得到了较好的仿真效果。

单船中层拖网系统仿真平台的研究

为搭建单船中层拖网系统仿真平台,通过在航海模拟器平台上加入渔船运动模型、拖网曳纲和网板模型及网具系统模型,建立单船中层拖网系统的水动力模型,并利用三维图形引擎OSG(Open Scene Graph)实现渔捞模块三维可视化.整个拖网仿真平台包括教练员站、GMDSS通信单元、海图机单元、雷达单元、综合信息显示、渔捞模块等.平台测试表明,仿真效果和实时性满足模拟器视景系统的要求,系统稳定性良好.