舰船抗沉损管训练仿真系统研究

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1、＂硕．学位论ｆＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ１＼＿最．人：滅：／装论文题目：舰船抗沉损管训练仿真系统研究工牵位类别：程硕士工科专业：机械程，＂＂“１研究生：石雷病＾导老师：罗大兵副教授ｆ：一、．“？，＂，戰義二：国内图书分类号：ＴＰ３９Ｌ９密级公开国际图书分类号：２９西南交通大学研究生学位论文舰船抗沉损管训练仿真系统研究年级二—二级０姓名石雷申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师罗大兵副教授二零一五年四

2、月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ３９１．９Ｕ．Ｄ．Ｃ：２９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓ－ＳｔｕｄｏｎＡｎｔｉｓｉｎｋｉｎＤａｍａｅＣｏｎｔｒｏｌＴｒａｉｎｉｎｙｇｇｇＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＳｈｉｐｓＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＳｈｉＬｅｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔ

3、ｙ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｈｅｏｒｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＬｕｏＤａｂｉｎｐｇＡｒｉｌ２０１５ｐ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，

4、在年解密后适用本授权书２．不保密使用本授权书。“’’（请在以上方框内打Ｖ）：学位论文作者签名：◎指导老师签名ｆ曰期：日期：上，ｊ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文以Ｄｅｌｐｈｉ软件为幵发平台，结合ＯｐｅｉｉＧＬ技术和几何建模技术，对舰船抗沉损管仿真训练系统进行了研究。主要完成了抗沉损管仿真训练系统的四个部分：海浪仿真部分、船段仿真部分、用户界面部分和综合控制部分。通过对海浪绘制方法、ＯｐｅｎＧＬ碰撞检测和拾取方法的改进，系

5、统对海洋环境及舰船舱段的模拟具有良好的真实感和实时性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：砂？丨！曰期：糾ｆ西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要随着我国经济的高速发展和保卫国家海洋安全的需要，近年来远洋货轮和各种现代

6、化舰艇得到了快速发展，这些舰船的航行需要具有良好的稳性和抗沉性。为此需加大对损管人员的训练，而大型舰船的损管系统往往较为复杂，修建实体模拟舱室进行损管训练费用昂贵。本文采用虚拟现实技术进行舰船虚拟仿真损管训练系统的研究，不仅可以降低成本，而且训练更加灵活，故选题具有重要的现实意义。本文设计开发的舰船抗沉损管仿真训练系统，注重真实感和实时性方面的研究，重点研究了对海洋环境的仿真，同时也对舰艇内部漫游进行了仿真，开发了损管训练系统的交互界面。在海洋环境仿真部分，本文以Ｐｈｉｌｌｉｐｓ海浪谱模型为基础

7、，通过ＦＦＴ算法实现海浪的高度场的计算，大大减小了计算量。本文比较分析了常用的海浪绘制模型一，综合其中几种的特点，提出了种改进的海浪分级网格绘制方法，在保证具有较高真实性的前提下，改善了海洋环境模拟的实时性问题。同时，本文使用着色器语言进行海面光照效果的仿真，提高了光照仿真效果。对舰船仿真方面，本文综合使用ＧＬ一Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、３ｄｓｍａｘ和Ｏｐｅｎ等软件进行了舰船建模和脸内环境植染，并提出了种简单的漫游方法和拾取机制，实现了舱内漫游和物品识别。最后，根据抗沉损管的操作流程，利用Ｄｅｌ

8、ｐｈｉ软件强大的控件功能，实现了对操作面板的仿真。本文幵发的舰船抗沉损管训练仿真系统界面友好、画面逼真、实时性好、操作方便，为大型舰船的损管训练提供了一种解决方法。关键词：损管系统抗沉性海浪仿真着色器漫游西南交通大学硕士研究生学位论文第ＩＩ页Ａｂｓｔｒａｃｔｍ＇Ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄ