数千吨重物,即在短时间内船舶排水量急剧增加数千吨之多。
②按规范,起吊重物的重心要算在吊钩以上的滑轮心轴上,该点距水面数十米, 甚至上百米,使全船的重心一下提高很多,对船舶稳性极其不利。
③起重重物的重量与吊幅的乘积产生巨大的倾覆力矩,对浮态产生很大影响f而且是在数分钟内发生),静横倾角可能达到7。
埽。
甚至更大。
为了使船舶处于安全浮态(一般横倾<5。
,纵倾<2。
),必须在反向加载大量压载水以部分抵消起吊重物产生的横倾力矩,这样一来,船舶的排水量及吃水再度增加。
④回转起重机在船的两舷带载回转时,巨大的倾覆力矩在短时间内反向,原来的压载水也必须迅速地反向调载,否则会造成船舶倾斜加剧,并使回转机构处于下坡运转状态,这是非常危险的。
为了迅速地调载,大起重船的压载泵容量都比较大,如4000t(回转)起重船的压载泵容量为4×2200匝‰。
一4一 大连理工大学硕士学位论文1.2本论文的研究目的和意义1.2.1可视化仿真简介 in Scientific Computing)最为重 可视化仿真属于科学计算可视化领域(Visualization要的应用。
1987年2月,美国国家科学基金会在华盛顿首次召开了有关科学计算可视化的会议,与会者有来自计算机图形学、图像处理以及从事各种不同领域科学计算的专家。
会议认为“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全新的领域”,并指出“科学家们不仅需要分析由计算机得出的计算数据,而且需要了解在计算过程中数据的变化,而这些都需要借助于计算机图形学及图像处理技术”.会议将这一涉及到多个学科的领域宣言定义为“Visualization in Scientific Computing”,简称为“Scientific Visualization”,把它列入重点资助课趔“。
科学计算可视化指的是用计算机图形学及图像处理虚拟现实技术,将科学计算过程中及计算结果的数据转化为图形及图像,在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论方法和技术。
其结构示意图如图1.2所示。
全回转起重船作业稳性仿真是依靠虚拟现实技术和计算机图形学,实现了对全回转起重船作业过程中的可视化。
变 换 图1.2科学计算可视化示意图 Fig.1.2 Diagram of visualization in scientific computing1.2。
2研究的目的和意义 全回转起重船作业过程是一个庞大复杂的系统工程,成本极高,而作业环境又非常复杂,这使得起重船因受外力的运动变得不可预见。
为了保证作业顺利进行,需要实时监测全回转起重船运动情况,并进行一定分析后将其可视化,供操作人员判断、抉择。
这种系统就称为全回转起重船作业稳性仿真。
该系统实现在一定配载与作业半径条件 夏益美:全回转起重船作业稳性仿真 下,起重机起吊重物全回转过程的船舶实时浮态与稳性的计算及显示,达到作业前预配 载,快速找到最佳配载方案;作业中实时监测船舶作业浮态与稳性变化,保证作业的安 全可靠的两个目标,具有较强的工程应用价值。
1.3仿真技术的应用 随着人类研究的对象规模日益庞大,结构日益复杂,仅依靠入的经验及传统技术难 于满足越来越高的要求,基于现代计算机及其网络的仿真技术,不但能提高效率,缩短 研究开发周期,减少训练时间,不受环境及气候的限制,而且对保证安全、节约开支、 提高质量尤其具有突出的功效。
因此在仿真技术50多年的发展历程中,其无论在工程领域还是在非工程领域都得到了愈来愈广泛的应用【8,9】,主要体现在以下几个方面: ①仿真技术在系统分析中的应用; ②仿真技术在系统设计中的应用; ③仿真在教育与训练中的应用; ④仿真在产品开发及制造过程中的应用; ⑤仿真技术在CIMS中的应用。
仿真技术在船舶领域的应用,即利用计算机技术将船舶设备及其系统的运行状况编成数学模型,制作成软件,进行仿真操作、故障判断及排除的现代化模拟技术“”。
我国在上世纪80年代初才开始在船舶领域的计算机仿真应用研究,进展非常快,在很短的时间内就完成了理论研究向实用化的过渡。
大连理工大学、上海交通大学、大连海事大学、天津大学及一些海军部门等单位都从不同的侧面和角度开展了有关研究。
仿真技术在船舶领域的应用主要分为如下4个方面: (1)在船舶设计方面的应用 在船舶总体设计方面,仿真技术应用于船舶的总布置分舱、舱容计算、调载、浮态稳性和总纵强度方面【u-14】;在船舶的设计制造方法上,出现了基于仿真的船舶设计方法【”】和虚拟设计与制造仿真,即采用计算机仿真与虚拟现实技术,在计算机上群组协同工作,实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析,以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程,以增强制造过程各级的决策与控制能力〔16,17。
。
(2)在船舶操纵控制方面的应用【埔棚l 仿真技术在船舶操纵控制方面的应用包括:以船舶操纵性数学模型为基础,导出该模型的无因次化方程组对其运动进行仿真预报;以OpenGL作为图形处理和三维仿真的技术基础或者利用MAXSCRIPT语言和Visual c++开发环境,并结合3DSK4X平台,进行船舶运动的三维视景仿真;此外,还有减摇水舱的设计及仿真研究,船舶自控减摇鳍系统的建模与仿真研究,以及舵减摇仿真研究等。
本论文以OpenGL作为图形处理基础, 一6一 大连理工大学硕士学位论文利用3Ds姒x建立的几何模型,在Visual c++开发环境中,进行全回转起重船作业过程的三维视景仿真。
(3)在船舶轮机工程方面的应用【21】 在船舶的轮机工程方面的研究,主要是针对液货船货油装卸系统及相关系统的研究,如液货网管、液压系统、洗舱系统等的数值仿真。
(4)在军用船舶的电子设备,武器装备等方面。
在军事船舶上,仿真技术应用与导弹系统、鱼雷系统及电子探测系统等方面。
1.4起重船运动仿真国内外研究概况 在国外,Wflson〔Z2J等运用四阶Runge.Kutta算法解决了2个二阶微分方程,利用一种简单的数学模型实现了2个自由度的起重船运动模拟,为训练桥式起重机作业人员提供虚拟环境。
他们的仿真器为训练者提供了3维训练环境,学习和练习在实际环境中操作起重船所需的技巧和能力。
他们使用cAD的一个软件包绘制了工厂,周围的机器和工具,这些CAD模型转换成一种叫Renderwave的应用程序接口上,最终显示在2维屏幕上。
Mohammed F.Daqaq【纠开发了对浮式起重船的虚拟仿真。
该仿真系统可以研究在海浪环境下起重船的动稳性,也为起重船的使用者提供了训练平台。
用3DSMAX建立T-ACS4.6起重船模型,导入CAVE(Cave Automated Virtual Environment)中进行模拟起重船6自由度的运动。
用大型交幅运动程序(Large Amplitude Motion Program)解船舶运动方程,考虑起吊重物和起重船的运动响应。
Jiing-Yih四等为车载起重机使用者开发出一种虚拟仿真系统。
他们运用3个自由度的起重机模型去模拟整个作业过程。
他们使用Pro.Engineer建立模型,然后使用一个3D转化器将模型在屏幕中仿真。
该仿真还是不能做到实时性。
在国内,1998年,王帮国I捌等进行了液压履带起重机回转运动的动力
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英语论文网([网学网]):英语专业本科生毕业论文写作