隨機(jī)海浪中船舶非線性橫搖的可視化方法研究.pdf

1、本文研究船舶海浪中運(yùn)動(dòng)的可視化技術(shù).科學(xué)計(jì)算的結(jié)果往往是抽象的專業(yè)性很強(qiáng)的圖表、數(shù)據(jù),通過(guò)采用船舶在海浪中運(yùn)動(dòng)的可視化技術(shù),可以使船舶設(shè)計(jì)人員能夠更直觀地分析科學(xué)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)而了解船舶的運(yùn)動(dòng)性能. 本文考慮隨機(jī)波浪及船舶的非線性阻尼、非線性恢復(fù)力矩,建立船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的非線性微分方程.利用具有平臺(tái)獨(dú)立性的OpenGL圖形庫(kù)對(duì)船舶在波浪中運(yùn)動(dòng)的可視化方法進(jìn)行描述.利用長(zhǎng)150m、寬27.2m船舶型值等表征船舶外形的數(shù)據(jù)建立船舶模型.

2、利用Pierson-Moskowitz海浪譜和Mitsuyasu方向分布方法建立三維波浪模型,對(duì)不同有義波高的波浪進(jìn)行模擬.采用Runge-Kutta方法求解非線性微分方程,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,應(yīng)用OpenGL圖形庫(kù)中的glTranslate*()和glRotate*()函數(shù)來(lái)生成船舶在海浪中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà).本文開(kāi)發(fā)了人工隨機(jī)波生成及可視化、船舶隨機(jī)非線性運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬及海浪中船舶隨機(jī)非線性運(yùn)動(dòng)可視化計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng). 采用開(kāi)發(fā)的程序,根

3、據(jù)Pierson-Moskowitz海浪譜,分別對(duì)有義波高為9.54m、12.42m、14.28m和18.0m的情況進(jìn)行船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬,程序?qū)崿F(xiàn)了隨機(jī)波浪中船舶運(yùn)動(dòng)的可視化. 本文工作表明,利用C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和OpenGL圖形硬件接口進(jìn)行船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)可視化是完全可行的.本文開(kāi)發(fā)的可視化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為,由于使用了GLUT(OpenGL Utility Toolkit),保證了源代碼的可移植性.可視化程序在Windows平