[發明專利]一種基于虛擬仿真平臺的船舶貨物配載穩性測試方法

有效

• 申請號: 202010031821.7
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111259489B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;朱慎超;張蘭;萬倩男;柴壘;王曼曼
• 申請（專利權）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理有限公司 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種基于虛擬仿真平臺的船舶貨物配載穩性測試方法，其特征在于，包括步驟：

A1、基于預先設定的船舶型值數據信息和船舶三維建模軟件，獲取三維船舶仿真模型；

所述型值數據信息包括：型值表和二維型線圖；所述型值表包括：船舶的空間坐標數據和船舶水線數據；

A2、基于所述型值表和預先設定的邊界條件，建立所述三維船舶仿真模型所處的具有邊界條件的流場計算域；

所述A2具體包括：

A2-1、基于船舶的型值表，建立所述三維船舶仿真模型所處的流場計算域；

所述流場計算域包括：第一邊界面、第二邊界面、第三邊界面、第四邊界面、第五邊界面；

所述三維船舶仿真模型所處的流場計算域的第一邊界面與所述三維船舶仿真模型的船首距離第一預設距離、第二邊界面與所述三維船舶仿真模型的船尾距離第二預設距離、第三邊界面與所述三維船舶仿真模型的船邊距離第三預設距離、第四邊界面與所述三維船舶仿真模型的船底距離第四預設距離、第五邊界面與所述三維船舶仿真模型的中心對稱面重合；

所述三維船舶仿真模型的中心對稱面為使所述三維船舶仿真模型兩側相互對稱的平面；

A2-2、基于所述計算域和預先設定的邊界條件，獲取具有邊界條件的流場計算域；

所述具有邊界條件的流場計算域中的第一規則點具有預先設定的速度入口邊界條件、第二規則點具有預先設定的壓力出口邊界條件、第三規則點具有預先設定的速度入口邊界條件、第四規則點具有預先設定的固定壁面的流場計算域；

A3、對所述具有邊界條件的流場計算域進行網格劃分處理，獲取網格劃分處理后的具有邊界條件的流場計算域；

所述網格劃分處理后的具有邊界的流場計算域具有由背景網格和前景網格嵌套的重疊網格；

所述背景網格為所述具有邊界條件的流場計算域中的網格；

所述前景網格為所述具有邊界條件的流場計算域中三維船舶仿真模型外圍的計算域中的網格；

A4、基于所述三維船舶仿真模型、網格劃分處理后的具有邊界條件的流場計算域、預先設定的海洋環境模型、預先設定的海洋環境數據庫、多個預先設定的船舶姿態、預先設定的船舶貨物裝載方案，對所述三維船舶仿真模型進行虛擬航行仿真處理，獲取在預先設定的船舶貨物裝載方式的情況下，與所述多個預先設定的船舶姿態分別相應的多個三維船舶仿真模型的復原力矩；

所述海洋環境數據庫中包括多個海洋環境風浪流數據；

所述預先設定的海洋環境模型用于根據海洋環境數據庫中的海洋環境風浪流數據對海洋環境進行仿真，獲取仿真的海洋環境；

A5、基于在預先設定的船舶貨物裝載方式的情況下，與所述多個預先設定的船舶姿態分別相應的多個三維船舶仿真模型的復原力矩和多個預先設定的船舶姿態，獲取第一預設坐標系下的所述船舶的穩性曲線。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

A6、基于所述船舶的穩性曲線和預先設定的第二穩性曲線進行對比，并根據對比結果度所述船舶的貨物裝載方式進行調整；

所述第二穩性曲線為船舶空載情況下的穩性曲線。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A1具體包括：

基于XML標準文件格式的型值表或DXF格式的二維型線圖以及預先設定的船舶三維建模軟件，獲取船舶三維仿真模型。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A5具體包括：

A5-1、采用預先設定的海洋環境模型對海洋環境進行仿真，獲取仿真的海洋環境；

A5-2、基于所述仿真的海洋環境、三維船舶仿真模型、網格劃分處理后的具有邊界條件的流場計算域，獲取船舶航行的虛擬場景；

所述船舶航行的虛擬場景由所述仿真的海洋環境、三維船舶仿真模型、網格劃分處理后的具有邊界條件的流場計算域合成；

A5-3、基于多個預先設定的船舶姿態、預先設定的船舶貨物裝載方式和船舶航行的虛擬場景，進行虛擬仿真試驗，獲取在預先設定的船舶貨物裝載方式的情況下與所述多個預先設定的船舶姿態分別相應的多個船舶三維仿真模型的復原力矩。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A6中所述第一預設坐標系的橫軸為船舶姿態；

所述第一預設坐標系的縱軸為復原力矩；

所述第一預設坐標系下的所述船舶的穩性曲線上的每一點的橫坐標為預先設定的船舶姿態，縱坐標為與所述預先設定的船舶姿態相應的復原力矩。