(1)利用HydroSTAR 计算出的运动、压力及波幅响应函数

(2)时间序列结果的三维动态仿真

(3)支持VRML 2。0 图形显示以便进行虚拟现实仿真

(4)提供了对船体进行三维漫步仿真和飞行录像仿真的功能

(5)方便用户选择任意视点来对浮体进行全方位的观察

(6)方便海洋和天空选择仿真纹理

1。2。4  HydroSTAR操作手册

  本文所使用的操作软件是法国VN船级社开发的HydroSTAR软件,专门用于测试船舶的水动力性能和各种波浪运动参数,在使用该软件之前,我们首先需要了解此软件的相关使用说明。

图1-1: 手册目录

   

  安装软件激活之后,首先打开软件,按照图1-2的步骤输入所需计算的网格文件

图1-2: 输入操作

  此后,为了有效的使用软件进行相关水动力计算,我们还需要了解该软件所有常用的指令符号,如图1-3所示:常见的命令符有:

hslec-读取网格,输入船体的集合参数,输出船体静水力特性;

hsrdf-辐射与衍射计算,输入波浪参数,输出波浪载荷;

hsmec-运动量计算,输入力学性能,输出辐射阻尼矩阵和波浪载荷;

hsdft-第二步骤计算,输入规范类型的选择,输出三个方向力的二阶位移载荷和相邻的场的表达式;

hsrao-构建换功能,输入所需转换功能的选择并命名储存的结果,输出运动速度加速度。                   

图1-3: 命令符号

  了解完毕相关的常用命令符,我们根据要求,按图1-4的步骤完成相关计算,可以根据具体的操作要求适当增加或减少相关步骤,这里给出的只是最基本的步骤。

图1-4: 输入步骤

   按照以上步骤输入网格数据,在计算结束之后,将出现相关船体运动的示意图1-5,其中,原点位于中线的基线与分段在船体零点位置的交叉口处,X轴指向船首,Y轴指向船体左舷O,Z轴竖直向上。默认船体重心取所有计算网格的参考点,尽管我们也可以定义其他位置的点。论文网

图1-5: 坐标参考系

  规则入射波经常被描述成振幅α,频率ω rad/s,和航向角β,浪向角指的是在波浪运动方向和X轴之间的夹角

图1-6: 浪向角分布

一个规则波浪可以通过以下公式表示:

由K由离散方程决定波浪数:          (1-2)

式中,H是水深而g是重力加速度

如果参考点与COG相同,则有,,则有

船舶运动表现的其他物理形式可以被写成:

以下单位常用于HydroSTAR中:

长度 L-m;表面积 S-m²;体积V-m³;质量 M-Kg;惯性矩 I-Kg。m²;密度 ρ-Kg。m³;时间 t-s;重力加速度 g-Kg*m/s;波浪频率 ν-rad/s;波浪周期 T-s;波浪振幅 A-m;浪向 b-deg;平移 T-m 横摇晃荡;转动 R-deg 横摇纵摇艏摇;力 F-N-Kg。m/s²;力矩 M-N*m压力 P-m

  在运行HydroSTAR软件之前,用户应该已经通过单独的网格生成编写器准备好,并且可以以此生成简单的几何图形。通过面向流体的标准矢量,船体几何形状应该以平面四边形或者平面多边形表示。

图1-7: 船体几何形状

输入文件中的节点坐标的定义如下:

坐标[nonode],xno,yno,zno

no-node 顺序编号的节点

x-no    X坐标的数值

y-no    Y坐标的数值

z-no    Z坐标的数值

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