船舶在海浪中的运动与载荷的仿真研究
本文关键词:船舶在海浪中的运动与载荷的仿真研究,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】: 为了船舶设计和船舶使用的需要,本文是在切片法求解船舶在海浪中的运动和所受的载荷的基础上,利用Visual C++6.0进行了仿真运算,结合这一仿真过程,利用OpenGL三维图形库进行了船舶运动的实时动画仿真,对船舶运动预报、载荷预报进行了可视化的研究。 本文首先从切片法入手,建立了船舶运动的数学模型,在此基础上对船舶的运动与载荷进行了数字仿真,用实时曲线图对仿真结果进行可视化。而后还利用OpenGL对船体和海浪进行了三维建模,讨论了多边形建模方法以及一致网格法,开发出船舶在海浪中的实时三维动画仿真系统。 最后,针对FLOKSTRA集装箱船,进行了三维建模和仿真,,并且对比了数值计算的结果。分析显示,该系统的实时性、画面的逼真性都达到了令人满意的效果。
【关键词】:船舶 船舶运动 波浪载荷 动画仿真 科学计算可视化
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U661
【目录】:
- 第1章 引言8-13
- 1.1 论文的目的和意义8-9
- 1.2 船舶运动与波浪载荷的仿真理论研究综述9-11
- 1.2.1 二维切片理论9-10
- 1.2.2 科学计算可视化10-11
- 1.3 论文主要工作简介11-13
- 第2章 船舶在不规则波中的运动与载荷响应13-27
- 2.1 概述13
- 2.2 船舶在规则波中的运动与载荷响应13-23
- 2.2.1 坐标系的建立与海浪的描述13-15
- 2.2.2 波浪载荷的计算15-23
- 2.3 船舶在不规则波中的运动与载荷响应23-26
- 2.4 本章小结26-27
- 第3章 船舶运动可视化27-55
- 3.1 引言27-28
- 3.2 科学计算的可视化技术28-30
- 3.3 OpenGL简介30-34
- 3.3.1 OpenGL的API结构31-32
- 3.3.2 OpenGL的工作流程32
- 3.3.3 Windows下的OpenGL函数32-34
- 3.4 仿真系统的基本设计34-36
- 3.5 仿真图形模型的建立36-54
- 3.5.1 基本图元的选择36-38
- 3.5.2 插值方法的确定38-39
- 3.5.3 船体模型的建立39-41
- 3.5.4 颜色模型41-42
- 3.5.5 光照模型42-43
- 3.5.6 画面着色的方法43-44
- 3.5.7 海浪模型的建立44-48
- 3.5.8 变换和取景48-51
- 3.5.9 动画生成技术51-54
- 3.6 本章小结54-55
- 第4章 设计中的C++编程技术55-66
- 4.1 动态链接库55-57
- 4.1.1 动态连接库简介55-56
- 4.1.2 调用DLL的方法56-57
- 4.2 Grid的程序设计57-61
- 4.3 动态实时仿真曲线绘制61-63
- 4.4 单文档多视图63-65
- 4.5 本章小结65-66
- 第5章 程序编写说明66-76
- 5.1 程序设计思想66
- 5.2 程序的主要结构66-75
- 5.2.1 界面显示部分67-70
- 5.2.2 静态曲线绘制部分70-73
- 5.2.3 动态曲线绘制部分73
- 5.2.4 动画仿真部分73-75
- 5.3 本章小结75-76
- 结论76-78
- 参考文献78-81
- 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果81-82
- 致谢82-83
- 附录 关于FLOKSTRA集装箱船建模图形与运动(垂荡)、载荷(垂向剪力)的统计曲线83-93
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