渔网可视化仿真系统研究

发布时间：2022-02-09 16:40

　　随着21世纪人口的快速增长和可耕地面积的急剧减少,人类对食物的需求变得越来越迫切。渔具的可视化仿真研究有助于提高捕鱼的效率,而且还能推动渔业的可持续发展,从而更好地从根本上解决人类对食物的需求。同时,海洋渔业也不断地朝专业化的方向发展,对船员也提出了更高的要求,渔具的可视化仿真能更好地培训船员。因而,针对渔具仿真系统的相关研究就变得越来越具有现实意义。为推进和实现渔具可视化仿真系统的研究,模拟真实渔具的相关操作,本论文研究和搭建了渔具仿真系统通用平台。首先,依据真实渔网特点分别建立刺网、围网、张网以及拖网的几何模型;改进质点弹簧模型,简化其中的弹簧结构,保证仿真渔具逼真度的情况下提升仿真系统的实时性;引入弹簧伸缩限制概念,阻止弹簧无限伸长。其次,对所建的模型进行力学分析,分别从渔网质点所受的内力、外力进行详细的阐述。分析对比常用数值解算方法,并选择适合本文的方法即比较高效的显式欧拉方法。最后做可视化仿真实验,将仿真实验的效果跟真实的水下渔具受力形变效果进行对比分析,得出所建立模型的正确与合理性。第三,采用混合的碰撞检测技术即结合层次包围盒与均匀空间分割法,实现了不同物体跟渔具的碰撞检测... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省211工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１渔船模拟器??

（ａ）海神公司研制的渔业模拟器?（ｂ）英国船商公司的渔船模拟器??图１．１渔船模拟器??１．２．２渔具仿真研究国内外研究现状??目前，研究者们开发的渔具系统采用的模型主要是物理模型和几何模型？２］［１３］。物??理模型方法强调的是根据自然界物体的物理规律来进行模拟，而几何模型是用几何方程??表示物体的一些几何特性，使用数学方法来模拟复杂物体的形状和特性，而不是根据物??体的物理规律来推算出物体的模型。??１９９２年，王尔光［１４］采用有限元方法，搭建了渔具系统的数学模型即几何模型，推??２??

（ａ）刺网的动态模拟?（ｂ）拖网水中动态模拟??图１．２渔具水中动态模拟??２００５年，宣力强［１９］在软件程序中模拟了曳纲的形状及其受力，并且研究了在曳纲??过程中的捻回角和捻向对钢索的形变受力的影响。李玉成［２（）］等简化网衣结构，同时建立??网衣的数学模型，通过精度高的六阶龙格库塔法来求解模型的微分方程组。通过物理模??拟实验验证了数值计算结果中得出的网衣上的各个质量点的位移、速度等参数的正确??性。??２００６年，宋伟华［２１］和其他研究者共同研究了渔网的力学理论以及波浪理论，获得??了渔网网衣在水下受到的波浪力的近似计算公式和处理方法，同时他将数字仿真计算出??的结果与真实渔网实验得出的结果进行了分析对比，使得结果更加准确。朱立新［２２］等人，??３??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]基于质点—弹簧模型的布料自动撕裂模拟研究[D]. 周绍胜.华南理工大学 2012
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[3]金枪鱼围网网具数值模拟初步研究[D]. 王敏法.上海海洋大学 2011
[4]渔网的动态仿真及可视化研究[D]. 高帅.大连海事大学 2011
[5]基于质点—弹簧模型的实时三维布料模拟系统[D]. 刘浩.上海交通大学 2007
[6]基于弹簧—质点模型的快速布料仿真研究[D]. 冯广慧.吉林大学 2007
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本文编号：3617325