三维化的散装化学品船液货装卸模拟系统

发布时间：2017-07-14 10:24

  本文关键词：三维化的散装化学品船液货装卸模拟系统

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【摘要】：散装化学品船主要服务于石油、煤和无机化学工业生产和消费过程中的物流运输环节,这些相关的工业部门在国民经济中起着非常大的作用,不仅对国家的基础建设与国防建设至关重要,还与人民的日常生活息息相关。然而,散装化学品船运输在航运市场中是一个特殊并且高危险的领域,在货物的装卸、洗舱和人员保护等方面比一般的船舶更加复杂,并且其潜在发生事故的灾难性、波及面和破坏性也是非常大的。所以,对三维化的散装化学品船液货装卸模拟系统的研究不仅具有理论意义更具有很大的现实意义。本文将虚拟现实技术应用于轮机模拟器的研发中。主要的研究工作包括：在研究散化船液货装卸系统及相关系统工作原理的基础上,建立液货泵、液货舱、液货管网、压载水管网、液压控制系统和洗舱系统的数学模型,对液货管网和压载水管网进行水力分析；建立主要设备和相关系统的仿真流程,为二维仿真软件开发提供相应的架构支持；在Visual Studio 2013平台中研发二维仿真软件,使用GDI+技术开发控件的图形界面,并使用C#汇编语言编写控件代码。使用CorelDRAW软件制作界面底图,并通过对软件程序的设计与开发,实现各个系统的功能,完成散化船液货装卸系统的仿真；使用三维建模软件建立了可拆装液货泵、货控台和货控室的三维模型,使用绘图软件制作设备上的标识和铭牌等贴图,对制作的三维模型进行了优化处理,给出了三维模型的优化方法。利用三维游戏引擎建立三维漫游程序,对三维漫游场景中的碰撞检测和三维拾取进行了研究,实现了虚拟人物在场景中的手动漫游与交互功能；通过研究通信协议、数据通信协议和UDP通信原理,并分析二维软件与三维软件交互的原理,实现三维漫游与二维散装化学品船舶液货操作模拟仿真软件实时交互。
【关键词】：散装化学品船 液货装卸系统 三维化 Framo泵
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 选题背景与课题意义11-12
• 1.2 国内外相关领域研究现状12-14
• 1.2.1 国外相关领域研究现状12-13
• 1.2.2 国内相关领域研究现状13-14
• 1.3 论文的主要工作14-16
• 第2章 散化船液货装卸及相关系统概述16-30
• 2.1 液货装卸系统16-19
• 2.1.1 液货泵16-17
• 2.1.2 货物系统17-19
• 2.2 洗舱系统19-20
• 2.3 扫舱系统20-21
• 2.4 惰气系统21-22
• 2.5 压载水系统22-23
• 2.6 货泵液压控制系统23-25
• 2.6.1 液压泵站24
• 2.6.2 控制单元24-25
• 2.7 舱室加热系统25-26
• 2.8 载货舱透气系统26-27
• 2.9 蒸发气收集系统27-28
• 2.10 液货监测系统28-30
• 第3章 液货装卸系统及相关系统数学模型与仿真30-57
• 3.1 液货泵数学模型与仿真30-35
• 3.1.1 Framo泵的Q-H特性30-32
• 3.1.2 影响Framo泵Q-H特性的因素32-33
• 3.1.3 管路的Q-H特性33-34
• 3.1.4 Framo泵工况点的确定34
• 3.1.5 Framo泵仿真流程34-35
• 3.2 液货舱数学模型与仿真35-37
• 3.2.1 货舱结构数学模型35-36
• 3.2.2 舱容数学模型36
• 3.2.3 液货舱仿真流程36-37
• 3.3 液货装卸管网水力分析和数学模型与液货装卸作业仿真37-48
• 3.3.1 散化船中液货的特性37-38
• 3.3.2 液货管网水力分析38-41
• 3.3.3 液货装卸管网计算数学模型41-45
• 3.3.4 液货装卸作业仿真45-48
• 3.4 压载水系统数学模型与仿真48-51
• 3.5 液压控制系统数学模型51-53
• 3.6 洗舱系统数学模型与仿真53-54
• 3.7 扫舱作业仿真54-55
• 3.8 惰气系统仿真55-57
• 第4章 液货装卸系统仿真软件的研究57-72
• 4.1 系统总体结构设计57-58
• 4.1.1 系统结构57-58
• 4.1.2 系统功能58
• 4.2 仿真软件开发环境与技术58-59
• 4.3 仿真软件界面设计59-67
• 4.3.1 界面设计方法59
• 4.3.2 界面底图绘制59-60
• 4.3.3 创建自定义控件库60-61
• 4.3.4 仿真界面的开发61-67
• 4.4 仿真模型程序设计与实现67-72
• 4.4.1 仿真模型程序设计方法67
• 4.4.2 卸货作业仿真操作67-72
• 第5章 液货装卸系统虚拟现实的建立72-86
• 5.1 液货装卸系统三维模型建立的流程72-80
• 5.1.1 液货装卸模拟系统三维模型的建立72-77
• 5.1.2 三维模型的制作要求77-79
• 5.1.3 三维模型的优化79-80
• 5.2 液货装卸系统三维漫游的建立80-83
• 5.2.1 3ds Max模型的导出80-81
• 5.2.2 模型的导入81
• 5.2.3 摄像机的控制81-82
• 5.2.4 检测碰撞82
• 5.2.5 鼠标拾取对象82-83
• 5.3 Unity3D三维漫游程序演示83-86
• 第6章 散装化学品船液货装卸系统二维与三维交互86-91
• 6.1 通信协议的概述86-87
• 6.2 数据通信的实现87-89
• 6.2.1 Socket通信87
• 6.2.2 Socket基本通信模型87-88
• 6.2.3 UDP通信的实现88-89
• 6.3 二维仿真软件与三维漫游的交互89-91
• 第7章 结论与展望91-93
• 参考文献93-97
• 附录A 摄像机控制部分代码97-98
• 附录B UDP通信实现部分代码98-102
• 致谢102-103
• 研究生履历103

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