海浪谱法模拟海面场景仿真参数选取准则

作     者：曹宝根 孙强 赵禧金 许镇 

作者机构：集美大学航海学院 汕头大学电子信息工程系 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目项目(42101398) 福建省中青年教师教育科研项目(JAT200275) 汕头大学卓越人才计划科研启动经费(NTF20023) 

主　　题：海面场景模拟 航海模拟器 海浪谱 自相关函数 相关长度 参数选取准则 随机过程 蒙特卡洛仿真 

摘      要：为提升海面场景模拟的物理真实感，本研究探讨了仿真参数对海洋粗糙面模拟精确性的影响，并建立了海表模拟中仿真参数的选取准则。依据海浪谱和随机过程统计理论，采用自相关函数研究了海面相关长度随风速变化规律。通过建立海浪蒙特卡洛仿真模型，结合随机粗糙面误差分析，提出了不同风速条件下海面场景仿真参数的选取准则。研究表明：将海表模拟的采样间隔限定在顺风向相关长度的0.1-0.5倍可显著提高海面场景模拟的精确度；而当海面仿真参数超出上述范围时，可能导致海面场景模拟失真，进而影响其视觉真实感。本文所提出的仿真参数选取标准可作为开发航海模拟器的技术支撑。