海洋石油支持船作业仿真关键技术研究

摘要

在目前国内海洋石油发展战略和环境影响下，为了实现海洋石油支持船智能模拟器的开发，为支持船作业人才的培训提供身临其境的交互式体验，加快我国海洋石油支持船作业人才的培养，本文对实现海洋石油支持船拖航作业、抛起锚作业仿真的技术进行了研究。 本文以海洋石油981、海洋石油681为例，简单介绍了海洋石油钻井平台、海洋石油支持船，及其作业索具、限制设备等。本文通过采用基于准悬链线理论的数学模型描述作业索具，然后通过添加模型微元、矩阵变换完成索具的生成和运动仿真;采用碰撞检测技术修正缆绳的形态;采用3D动画技术模拟水手作业和鲨鱼钳等设备使用;采用脚本技术控制动画的生成、播放和扩展。自定义脚本与3D动画相结合是本文的应用创新。本文以半潜式平台、海洋石油支持船在近海、深水的拖航、抛起锚作业规范为依据，利用上述技术完成了拖航、抛起锚作业主要流程的仿真。另外，本文还采用了UML建模语言初步实现了海洋石油支持船智能模拟器视景端的系统设计，为模拟器的开发创造了良好的开端。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 航海模拟器视景系统发展现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内发展现状

1．3 海洋石油支持船作业技术研究现状

1．3．1 国外研究发展现状

1．3．2 国内研究发展现状

1．4 研究内容与技术方案

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术方案

第2章 海洋石油支持船概述

2．1 海洋石油支持船

2．1．1 海洋石油支持船作业主要设备

2．1．2 海洋石油681

2．2 海洋石油钻井平台

2．2．1 海洋石油钻井平台作业主要设备

2．2．2 海洋石油981

第3章 仿真系统分析与设计

3．1 仿真系统的分析

3．2 仿真系统的设计方法

3．2．1 面向对象思想

3．2．2 统一建模语言UML

3．3 仿真系统UML视图

第4章 海洋石油支持船作业仿真关键技术

4．1 索具的仿真

4．1．1 缆绳数学模型建立

4．1．2 osg渲染缆绳实现

4．1．3 碰撞检测技术

4．2 水手和限制设备的仿真

4．2．1 三维动画

4．2．2 脚本控制技术

第5章 拖航作业仿真

5．1 拖航作业规范

5．2 拖航作业仿真

5．2．1 简单航行仿真

5．2．2 拖缆仿真

5．2．3 拖缆碰撞检测

5．2．4 水手和鲨鱼钳仿真

第6章 抛起锚作业仿真

6．1 抛起锚作业规范

6．2 抛起锚作业仿真

6．2．1 抛起锚索具的数学模型

6．2．2 抛起锚仿真实现

第7章 结论与展望

7．1 研究成果

7．2 展望

致谢

参考文献