游艇模拟器中游艇运动模型研究

游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对船舶运动方程进行求解得到船舶运动参数。利用Visual Studio 2010编写了游艇运动的仿真程序,并以三艘游艇为例,进行了游艇的操纵运动仿真。将仿真数据与船模试验数据进行了比对,结果表明所建立的游艇模型能够满足游艇模拟器的精度要求。

游艇模拟器中阻力建模方法对比研究

为解决游艇模拟器中现有船舶阻力建模方法普适性较差,计算精度不高的问题。对现有高速艇阻力近似建模方法进行分析与总结,将实际游艇模型简化成棱柱形船体,复现查洁法和SIT法并与模型试验数据进行比对,探讨阻力近似建模方法在游艇模拟器中的应用。试验表明简化后的模型与SIT法结合的方法比查洁法适用范围更广泛,求解的阻力与试验值吻合度良好。该方法具有良好的普适性,能解决多种艇型的阻力计算,基本满足游艇模拟器对船舶阻力的仿真需求。

游艇模拟器中游艇静水“海豚运动”仿真研究

针对现有游艇模拟器中无法模拟游艇静水"海豚运动"的问题,基于游艇高速航行受力本质进行分析,结合平板滑行理论和Savitsky关于棱柱形滑行艇的相关研究,对游艇几何模型进行合理简化,求解游艇静水中滑行运动姿态.基于高频自由面假设和切片理论计算游艇垂荡、纵摇水动力系数,采用Routh-Hurwitz线性稳定性判据寻找游艇发生"海豚运动"阈值.提出引入人工干预的方法激励处于不稳定运动状态的游艇,使其发生"海豚运动"并进行数值仿真试验.试验结果表明当且仅当游艇处于不稳定运动状态时人工干预可以诱导游艇进行"海豚运动",数值仿真结果与模型试验结果符合良好.将算法与游艇模拟器相结合进行工程应用试验,游艇模拟器运行稳定、效果良好,实现了游艇模拟器中游艇"海豚运动"的仿真.

基于改进Savitsky方法的静水游艇快速仿真（英文）

提出了一种改进的Savitsky方法以提升游艇模拟器中运动数学模型的精度。建立三自由度游艇运动数学模型,对游艇排水状态下运动进行仿真。将游艇几何模型做棱柱形假设,采用改进Savitsky方法进行阻力计算,并进行船舶预滑行和滑行运动仿真试验。试验结果与模型试验结果进行对比,阻力计算结果与快速性试验结果精确度较高,船舶操纵性试验结果与传统方法基本一致。改进方法加入游艇模拟器后运行良好,结果准确。改进后的Savitsky方法可以有效提升游艇快速仿真精度,对游艇模拟器的研究具有一定意义。