船用柔性绳索的仿真研究

针对仿真系统中船用柔性绳索模拟存在实时性差、逼真度不够及易发散等问题,提出了一种基于质点-弹簧模型的结构-弯曲弹簧模型,该模型通过添加弯曲弹簧以限制绳子质点处的不正常弯曲现象,并可通过设置两种弹簧不同的弹性、阻尼系数以模拟不同硬度的绳索。为了保证模型运行稳定性及精度,采用改进的Euler法进行数值解算,同时运用位置调整法、速度调整法解决柔性绳索仿真时的超弹性问题,并通过仿真实验对该模型进行了验证。

船用柔性绳索收绞的过程仿真

针对航海领域相关仿真系统中尚未涉及绞缆机收绞缆绳的模拟过程,以及柔性绳索收绞时的碰撞检测会产生不稳定现象的问题,采用改进的结构-弯曲弹簧模型模拟柔性绳索并进行三维可视化,提出一种改进的圆柱螺旋线算法。通过预先计算出绳索每一个质点在卷筒上的位置坐标,并在收绞时为即将绞上卷筒的绳索质点位置赋值,调整质点间的朝向和旋转角度以避免出现不正常扭曲现象。通过使用卷筒收绞缆绳和锚链的仿真实验对算法的可靠性和通用性进行了验证。