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游艇模拟器中游艇静水“海豚运动”仿真研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第12期48卷 89-95页

作者：李笑晨尹勇大连海事大学航海动态仿真和控制交通部重点实验室辽宁大连116026

针对现有游艇模拟器中无法模拟游艇静水"海豚运动"的问题,基于游艇高速航行受力本质进行分析,结合平板滑行理论和Savitsky关于棱柱形滑行艇的相关研究,对游艇几何模型进行合理简化,求解游艇静水中滑行运动姿态.基于高频自由面假设和切... 详细信息

针对现有游艇模拟器中无法模拟游艇静水"海豚运动"的问题,基于游艇高速航行受力本质进行分析,结合平板滑行理论和Savitsky关于棱柱形滑行艇的相关研究,对游艇几何模型进行合理简化,求解游艇静水中滑行运动姿态.基于高频自由面假设和切片理论计算游艇垂荡、纵摇水动力系数,采用Routh-Hurwitz线性稳定性判据寻找游艇发生"海豚运动"阈值.提出引入人工干预的方法激励处于不稳定运动状态的游艇,使其发生"海豚运动"并进行数值仿真试验.试验结果表明当且仅当游艇处于不稳定运动状态时人工干预可以诱导游艇进行"海豚运动",数值仿真结果与模型试验结果符合良好.将算法与游艇模拟器相结合进行工程应用试验,游艇模拟器运行稳定、效果良好,实现了游艇模拟器中游艇"海豚运动"的仿真.

关键词：游艇模拟器运动数学模型海豚运动稳定性分析人工干预

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基于广义模糊CMAC的强化学习算法

系统工程与电子技术 2004年第9期26卷 1262-1266页

作者：沈智鹏郭晨大连海事大学航海动态仿真与控制重点实验室辽宁大连116026

针对传统的小脑模型,提出了一种广义模糊小脑模型神经网络(GFCMAC)。它采用模糊隶属度函数作为接收域函数,可以获得较常规CMAC连续性强且有解析微分的复杂函数近似,具有计算量少,学习效率高等优点。研究了GFCMAC接收域函数的映射方法、... 详细信息

针对传统的小脑模型,提出了一种广义模糊小脑模型神经网络(GFCMAC)。它采用模糊隶属度函数作为接收域函数,可以获得较常规CMAC连续性强且有解析微分的复杂函数近似,具有计算量少,学习效率高等优点。研究了GFCMAC接收域函数的映射方法、隶属度函数及其参数的选取规律和学习算法。结合强化学习,提出了一种基于GFCAMC的强化学习算法,讨论了其实现过程。应用于船舶航向控制的仿真结果表明,在有各种风浪干扰下,船舶航向跟踪快且操舵动作合理,适合船舶转向控制要求。

关键词：广义模糊小脑模型神经网络接收域函数强化学习船舶航向控制

基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法"

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交通运输工程学报 2017年第2期17卷 73-82页

作者：刘春雷尹勇孙霄峰张秀凤神和龙大连海事大学航海动态仿真与控制交通行业重点实验室辽宁大连116026

为了提高船舶强度计算精度,提出了一种基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法。在计算总纵强度时,采用常规算法计算船舶浮态初值,然后采用迭代算法计算船舶吃水、横倾角与吃水差;按照船舶肋位切割船舶外壳得到每个肋位的横剖面,采用... 详细信息

为了提高船舶强度计算精度,提出了一种基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法。在计算总纵强度时,采用常规算法计算船舶浮态初值,然后采用迭代算法计算船舶吃水、横倾角与吃水差;按照船舶肋位切割船舶外壳得到每个肋位的横剖面,采用格林公式计算每个剖面水下部分的面积,纵向积分得到浮力曲线;通过对船舶舱室STL模型的切割,离线建立每个舱室的质量分布表,用舱室实际质量分布代替梯形分布来计算船舶质量分布曲线;最后基于散货船"太行128"和"SPRING COSMOS",通过浮力与质量分布曲线计算了5种典型载况下的剪力与弯矩。计算结果表明:计算值与采用软件NAPA的设计值相比,剪力与弯矩的平均误差约为1%,最大误差为2.6%,计算误差较小,因此,船舶静水剪力与弯矩计算方法精度较高;采用浮态迭代算法只需计算出船舶任意浮态下的排水体积与浮心坐标,程序实现简单、稳定与可靠;静水剪力与弯矩计算方法适用于船舶任意浮态,通过直接切割船舶外壳计算船舶浮力曲线,弥补了常规方法只能计算船舶纵向强度的不足;通过建立舱室的质量分布表与采用舱室的实际质量分布代替传统的梯形分布,减少了计算量,提高了计算精度。

关键词：船舶工程静水剪力弯矩 STL模型自由浮态配载仪

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带有资格迹的模糊CMAC控制仿真研究

系统仿真学报 2004年第11期16卷 2604-2607页

作者：沈智鹏郭晨大连海事大学航海动态仿真与控制重点实验室大连116026

提出一种带有资格迹的模糊CMAC控制器(FCE),资格迹的引入可以对控制系统进行超前预测,提高系统的稳定性。研究了FCE系统的构成,并推导其学习算法。为适用于在线控制,给出了高效的FCE算法实现方案。应用于船舶航向控制的仿真结果表明,当... 详细信息

提出一种带有资格迹的模糊CMAC控制器(FCE),资格迹的引入可以对控制系统进行超前预测,提高系统的稳定性。研究了FCE系统的构成,并推导其学习算法。为适用于在线控制,给出了高效的FCE算法实现方案。应用于船舶航向控制的仿真结果表明,当存在风浪干扰海况下,船舶航向的控制仍能取得令人满意的效果。

关键词：资格迹模糊CMAC FCE控制器船舶航向控制

基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的研究

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哈尔滨工程大学学报 2005年第4期26卷 435-440页

作者：尹勇任鸿翔金一丞张秀凤大连海事大学航海动态仿真与控制交通部重点实验室辽宁大连116026

深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究.文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型.针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,... 详细信息

深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究.文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型.针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,提出了一种海底虚拟场景的建模方法和高效视景数据库的设计方法,并对视景驱动程序需要重点解决的几个问题:探照灯照明效果、机械手深海作业、声呐测距仿真、深海热液矿动态仿真和多通道视景系统的同步等作了深入介绍.这些技术和方法已成功应用于深水航行器操纵仿真系统的研制.

关键词：虚拟现实虚拟环境深水航行器操纵仿真视景系统海底视景机械手操作仿真

基于粘性流船舶数值波浪水池造波和消波方法研究

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船舶力学 2013年第1期17卷 56-62页

作者：廉静静尹勇杨晓高帅大连海事大学航海动态仿真及控制交通部重点实验室辽宁大连116026 大连海事大学航海学院辽宁大连116026

利用动网格技术实现了造波板的摇动,通过不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和流体体积法VOF(Volume of fraction)模拟了船舶数值波浪水池的自由表面,并结合湍流模型标准k-ε,同时在动量方程中添加源项的方法实现阻尼消波,基于仿物理... 详细信息

利用动网格技术实现了造波板的摇动,通过不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和流体体积法VOF(Volume of fraction)模拟了船舶数值波浪水池的自由表面,并结合湍流模型标准k-ε,同时在动量方程中添加源项的方法实现阻尼消波,基于仿物理的摇板造波数值方法,采用CFD商业软件Fluent及其二次开发功能,建立了三维规则波数值波浪水池模型,通过结果分析可得,仿物理的摇板造波的质量高且稳定性好。

关键词：数值波浪水池摇板式造波动网格 VOF

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救生筏与救助艇在波浪中的拖曳动力学分析

船舶力学 2022年第3期26卷 333-341页

作者：邱绍杨任鸿翔李海江大连海事大学航海动态仿真和控制交通行业重点实验室辽宁大连116026

为了对救生筏和救助艇在波浪中的拖曳动力学进行分析,本文利用Morison方程计算波浪对艇和筏的作用力,采用集中质量法对拖缆建立动力学模型,根据阻力系数计算流体阻力,采用Kane方法对救生筏、救助艇以及绳索建立多体动力学方程,利用四阶R... 详细信息

为了对救生筏和救助艇在波浪中的拖曳动力学进行分析,本文利用Morison方程计算波浪对艇和筏的作用力,采用集中质量法对拖缆建立动力学模型,根据阻力系数计算流体阻力,采用Kane方法对救生筏、救助艇以及绳索建立多体动力学方程,利用四阶Runge-Kutta对方程进行数值求解。将本文的数值结果与模型实验结果进行比较,结果表明,拖缆张力载荷较为吻合。根据本文模型对不同长度拖缆张力载荷进行分析,当拖缆长度与波长相差约在15%以内,拖缆张力的峰值得到显著降低。

关键词：救生筏救助艇拖曳 Kane方法

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新型深水复合式锚泊线动力特性分析

哈尔滨工程大学学报 2017年第1期38卷 13-19页

作者：朱忠显尹勇神和龙大连海事大学航海动态仿真和控制实验室辽宁大连116026

通过对工作水深为1 500 m的新型复合式锚泊线进行动刚度和动张力计算,并与静刚度下计算结果比较,说明了在合成纤维缆的数值计算中考虑其动刚度特性的必要性;传统动刚度计算中将整条纤维缆作为直线考虑,假定纤维缆上应力和应变处处相同,... 详细信息

通过对工作水深为1 500 m的新型复合式锚泊线进行动刚度和动张力计算,并与静刚度下计算结果比较,说明了在合成纤维缆的数值计算中考虑其动刚度特性的必要性;传统动刚度计算中将整条纤维缆作为直线考虑,假定纤维缆上应力和应变处处相同,不考虑纤维缆自身重量,且忽略流体动力的作用,这些假设和忽略降低了计算精度,且无法适用于不均匀缆和复合式锚泊线的计算;基于集中质量法建立了复合锚泊线的动力学模型,提出基于统计的方法计算合成纤维缆各缆段的平均张力,采用分段动刚度的方法通过迭代求解各缆段上的动刚度和动张力,并考虑了自身重量、流体动力和海流的影响。

关键词：复合式锚泊系统集中质量法动力学模型动刚度特性合成纤维缆

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基于CAVE的集装箱装卸仿真系统

系统仿真学报 2009年第10期21卷 2907-2911页

作者：赵猛金一丞尹勇大连海事大学航海动态仿真及控制交通部重点实验室大连116026

介绍了基于CAVE系统的集装箱装卸模拟器的硬件平台,给出了本实验室已搭建的CAVE系统的详细配置。阐述了多通道立体显示技术在集装箱装卸模拟器视景系统中的应用,分析了基于被动立体显示的集装箱模拟器的系统构成。通过船舶的压载水调节... 详细信息

介绍了基于CAVE系统的集装箱装卸模拟器的硬件平台,给出了本实验室已搭建的CAVE系统的详细配置。阐述了多通道立体显示技术在集装箱装卸模拟器视景系统中的应用,分析了基于被动立体显示的集装箱模拟器的系统构成。通过船舶的压载水调节系统,建立了集装箱装卸操作人员与船舶驾驶员的联系。最后根据拉格朗日运动方程建立了系统的广义坐标下四自由度的运动模型。

关键词：集装箱装卸模拟器 CAVE系统立体显示拉格朗日运动方程