深水锚缆水下运动三维优化仿真研究
本文选题:锚泊系统 + 运动 ; 参考:《计算机仿真》2014年11期
【摘要】:深水锚缆在波浪、海流等环境载荷的作用下在三维空间内产生运动,形成较为复杂的运动轨迹构形,对锚缆浮式结构产生了较大的作用力,存在锚缆在环境载荷作用下的大位移、大转动的几何非线性干扰。传统的基于悬链线理论的三维运动仿真方法在非线性干扰的情况下,无法准确仿真三维浮动特征点,仿真效果较差。为此提出一种新的锚缆三维运动仿真的方法。针对锚缆在环境载荷作用下的大位移、大转动的几何非线性问题,采用细长杆模型和拓展的拉伸方程进行时域三维数值计算仿真;结合三维图形库VPython解决缆索的三维模型的可视化抖动问题,并借助多线程方法提高仿真效率。以数据文件作为数值计算程序和可视化仿真程序进行仿真。结果表明新方法较为完善地联接了锚泊系统运动仿真的核心计算模块和后处理模块,锚泊运动仿真过程计算准确快速、可视化仿真效果流畅。
[Abstract]:Under the action of wave, ocean current and other environmental loads, deep-water anchor cable produces motion in three-dimensional space, which forms a more complex motion trajectory configuration, and produces a large force on the floating structure of anchor cable. There are geometric nonlinear disturbances of large displacement and large rotation of anchor cable under the action of environmental load. The traditional three dimensional motion simulation method based on catenary theory can not accurately simulate the three dimensional floating feature points in the case of nonlinear disturbance, and the simulation effect is poor. Therefore, a new method of three-dimensional motion simulation of anchor cable is proposed. Aiming at the geometric nonlinear problem of large displacement and large rotation of anchor cable under the action of environmental load, the slender rod model and the extended stretching equation are used to simulate the 3D numerical calculation in time domain. The visual jitter problem of 3D model of cable is solved by using 3D graphics library VPython, and the efficiency of simulation is improved by multithreading method. The data file is used as numerical calculation program and visual simulation program. The results show that the new method perfectly connects the core calculation module and post-processing module of mooring system motion simulation, and the calculation of mooring motion simulation process is accurate and fast, and the visual simulation effect is smooth.
【作者单位】: 哈尔滨工程大学船舶工程学院;
【基金】:国家高等学校学科创新引智计划(B07019) 教育部博士点科研基金资助项目(20132304120008)
【分类号】:U653.2;TP391.9
【参考文献】
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【共引文献】
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,本文编号:1935745
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