舰船浮态调整实时仿真计算技术研究

摘要

舰船的生存能力研究是现代化海军舰船设计核心内容之一。生存能力是舰船及其各系统在自然环境中遇到事故、海损或在作战环境中遭受损伤时，保持或最大限度恢复其航行、作战等技术的能力[1]。尤其是在现代海战中，舰船一旦破损进水，如果不能有效抗沉，将直接威胁其战斗力和生存能力。如何及时准确识别破损舱室的位置，并在最短时间内迅速确定舰船的浮态和稳性，采取正确有效的抗沉措施的研究，对于恢复舰船生命力和战斗力具有重大而又现实的意义[2]。
　　本文基于三维软件SolidWorks为研究平台，使用高级语言VB编写程序对其进行二次开发，同时进行可视化界面设计，应用Microsoft文件存储，实现了基于三维模型的浮态调整计算和在SolidWorks环境下实时仿真，可视化、自动化程度高，并开发出了相应的浮态调整实时仿真计算软件[3]。
　　本文主要介绍了舰船完整浮态的计算和调整、破损浸水过程中舰船浮态改变的计算和仿真演示、如何快速调整舱室进行舰船浮态的扶正计算和仿真演示等主要功能。其中完整浮态调整是利用油舱之间燃油的输送进行微调，以达到规定要求的浮态;然而破舱进水后可能会导致舰船倾斜浮态很大，这时扶正措施可以采用对舱室进行灌排水来调整浮态。
　　本文介绍了基于三维模型的船舶浮态调整实时仿真计算方法的关键技术，在Visual Basic中设计系统的主界面，利用二次开发技术进行实时仿真计算。通过算例验证，本方法可以自动化、参数化、可视化、快速地实现相关命令，系统界面简洁实用，人机交互性好，使用者可以通过简单的程序操作来快速完成舰船浮态调整计算问题，减少计算时间，仿真效果直观、具体、逼真，还有重要的一点是能够实时仿真，时效性非常高，具有很强的实用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景与意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 舰船浮态调整实时仿真计算内容

2．1 仿真计算内容的组成及流程

2．2 仿真计算的主要原理和内容

2．2．1 舱室原始数据准备

2．3．2 初始状态设置

2．3．3 完整浮态计算

2．3．4 完整浮态调整

2．3．5 破舱进水计算仿真

2．3．6 破损扶正调整计算仿真

2．3 本章小结

第3章 仿真计算方法

3．1 空间直角坐标系转换

3．2 遍历

3．2．1 遍历面

3．2．2 遍历点

3．3 舱室内液体的生成与液面高度改变

3．3．1 三维舱室模型内水的生成

3．3．2 舱室内液体的改变

3．4 VB中二维图形旋转

3．5 实时仿真演示

3．5．1 舰船沿任意角度横倾

3．5．2 舰船沿任意角度纵倾

3．6 舰船破损最终水线面确定

3．7 破舱进水的时间和流量确定

3．8 浮态调整算法

3．9 数据库技术

3．9．1 VB中数据库的创建

3．9．2 数据库的连接

3．9．3 数据库的管理

3．10 VB与Excel的转换

3．11 本章小结

第4章 算例

4．1 完整浮态计算

4．2 完整浮态调整实时仿真计算

4．3 破损浮态计算

4．4 破损舱室进水时间和流量计算

4．5 破损进水实时仿真计算

4．6 扶正实时仿真计算

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢