船舶航行模拟与虚拟仿真技术的应用

２０１７年６月　第６期总第５３０期　水运工程　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊｕｎ　２０１７　Ｎｏ．６　Ｓｅｆｉａｌ　Ｎｏ．５３０　

・信息技术・　

一　山区河流码头船舶靠离泊模拟仿真技术研究与应用　李晓飚

，蔡新永，汪拥赤　

（重庆交通大学西南水运工程科学研究所，重庆４０００１６）　

摘要：针对山区河流码头船舶靠离泊为低速、大回旋运动过程的特点，采用尺度效应修正的方法对小比尺船模进行操　纵相似性率定。并在金沙江中嘴码头水工模型上进行仿真模拟试验。结果表明，小比尺船模模拟技术用于山区河流码头船　舶靠离泊仿真是实用有效的．可为相关工程设计提供有价值的依据。　

关键词：船舶靠离泊；山区河流码头；小比尺船模　中图分类号：Ｕ　６５６．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２０１７）０６—０１６２—０６　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｂｏｕｔ　ｓｈｉｐ’Ｓ　ｂｅｒｔｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｂｅｒｔｈｉｎｇ　ｉｎ　ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　ｒｉｖｅｒ　ｗｈａｒｆ　ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｂｉａｏ，ＣＡＩ　Ｘｉｎ—ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙｏｎｇ—ｃｈｉ　（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　ｍｏｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｈｉｐ’Ｓ　ｂｅｒｔｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｂｅｒｔｈｉｎｇ　ｉｎ　ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　ｒｉｖｅｒｓ　ｗｈａｒｆ，ｗｅ　ａｄｏｐｔ　ｔｈｅ　ｓｃａｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｃａｌｉｂｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｍａｎｏｅｕｖｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ　ｓｈｉｐ　ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｊｉｎｓｈａｊｉａｎｇ　Ｒｉｖｅｒ　ｍｉｄｄｌｅ　ｍｏｕｔｈ　ｐｉｅｒ．Ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ　ｓｈｉｐ　ｍｏｄｅｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈｉｐ’Ｓ　ｂｅｒｔｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｂｅｒｔｈｉｎｇ　ｉｎ　ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　ｒｉｖｅｒｓ　ｗｈａｒｆ，ａｎｄ　ｍａｙ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｖａｌｕａｂｌｅ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｐ’Ｓ　ｂｅｒｔｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｂｅｒｔｈｉｎｇ；ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　ｒｉｖｅｒ　ｗｈａｒｆ；ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ　ｓｈｉｐ　ｍｏｄｅｌ　

中国科技期刊数据库 工业C

船舶虚拟仿真技术在船舶建造评估中的应用研究

殷 星

天津新河船舶重工有限责任公司，天津 300450

摘要：文章就虚拟仿真技术在船舶行业的应用现状进行了分析，并就船舶建造评估过程中虚拟仿真技术的发展趋势进行了介

绍，同时对虚拟仿真技术在国内外舰船研制中的发展作了阐述;最后用实例说明虚拟仿真技术在舰船研制评估当中的应用 ,

并提出了以虚拟仿真为基础的舰船研制评估的系统结构。

关键词：船舶；虚拟仿真技术；建造评估；应用 中图分类号：TP391.9;U662.9 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)02-0095-02

1 船舶虚拟仿真技术研究及应用现状

在船舶工业里面对虚拟仿真技术加以应用，能使敏捷造

船、并行工程以及数字化造船得以实现，同时它也是我国传

统造船模式转向现代化的重要环节之一。对虚拟仿真技术加

以运用，在建造船舶之前，工程师可在虚拟环境下对船舶的

建造过程进行仿真，从而改进和评价船舶的工艺与设计，这

样便于指导船厂进行现场生产作业。在船舶行业里运用虚拟

仿真技术，能使生产效率得到提升，降低生产成本，使建造

周期缩短，从而为我国船舶行业的发展奠定良好的基础。

船舶的建造评估和设计可以使先前工艺或前期设计导

致的工程修改得以消除，进而对船舶企业的成本、质量以及

生产效率产生直接的影响。现如今，许多国家正在开展以虚

拟仿真评估和数字化描述相结合的船舶虚拟制造、设计仿真

技术的应用研究，并且在船舶建造中也应用了多种仿真评估

软件，而且其研制水平和效率还在近年来得到了大幅提升，

包括我国在内的许多国家都正在寻求提升研制质量、节省研

制费用、缩短研制时间的新方式。

2 以虚拟仿真为基础的舰船研制评估方法

对于传统的产品开发，它具有这样的特点，即设计者只

能在试验之后才能知道它是否符合用户的全部要求和期望，

而真正的试验和使用评估只能在制造完毕后进行。因此，设

计过程中没有发现的问题在制造后纠正，既十分困难，又需

中国科技期刊数据库 工业C

船舶虚拟仿真技术在船舶建造评估中的应用研究

殷 星

天津新河船舶重工有限责任公司，天津 300450

摘要：文章就虚拟仿真技术在船舶行业的应用现状进行了分析，并就船舶建造评估过程中虚拟仿真技术的发展趋势进行了介

绍，同时对虚拟仿真技术在国内外舰船研制中的发展作了阐述;最后用实例说明虚拟仿真技术在舰船研制评估当中的应用 ,

并提出了以虚拟仿真为基础的舰船研制评估的系统结构。

关键词：船舶；虚拟仿真技术；建造评估；应用 中图分类号：TP391.9;U662.9 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)02-0095-02

1 船舶虚拟仿真技术研究及应用现状

在船舶工业里面对虚拟仿真技术加以应用，能使敏捷造

船、并行工程以及数字化造船得以实现，同时它也是我国传

统造船模式转向现代化的重要环节之一。对虚拟仿真技术加

以运用，在建造船舶之前，工程师可在虚拟环境下对船舶的

建造过程进行仿真，从而改进和评价船舶的工艺与设计，这

样便于指导船厂进行现场生产作业。在船舶行业里运用虚拟

仿真技术，能使生产效率得到提升，降低生产成本，使建造

周期缩短，从而为我国船舶行业的发展奠定良好的基础。

船舶的建造评估和设计可以使先前工艺或前期设计导

致的工程修改得以消除，进而对船舶企业的成本、质量以及

生产效率产生直接的影响。现如今，许多国家正在开展以虚

拟仿真评估和数字化描述相结合的船舶虚拟制造、设计仿真

技术的应用研究，并且在船舶建造中也应用了多种仿真评估

软件，而且其研制水平和效率还在近年来得到了大幅提升，

包括我国在内的许多国家都正在寻求提升研制质量、节省研

制费用、缩短研制时间的新方式。

2 以虚拟仿真为基础的舰船研制评估方法

对于传统的产品开发，它具有这样的特点，即设计者只

能在试验之后才能知道它是否符合用户的全部要求和期望，

而真正的试验和使用评估只能在制造完毕后进行。因此，设

计过程中没有发现的问题在制造后纠正，既十分困难，又需

船舶虚拟仿真技术在船舶建造评估中的应用研究

摘要：文章就虚拟仿真技术在船舶行业的应用现状进行了分析，并就船舶建造评估过程中虚拟仿真技术的发展趋势进行了介绍，同时对船舶设计中使用仿真技术的难点和存在的问题进行了一番探讨，最后指出虚拟仿真技术在船舶建造中的应用前景和关键技术，以期为我国船舶虚拟仿真技术的应用提供可供参考的意见和建议。

关键词：船舶；虚拟仿真技术；建造评估；应用

1 船舶虚拟仿真技术研究及应用现状

在船舶工业里面对虚拟仿真技术加以应用，能使敏捷造船、并行工程以及数字化造船得以实现，同时它也是我国传统造船模式转向现代化的重要环节之一。对虚拟仿真技术加以运用，在建造船舶之前，工程师可在虚拟环境下对船舶的建造过程进行仿真，从而改进和评价船舶的工艺与设计，这样便于指导船厂进行现场生产作业。在船舶行业里运用虚拟仿真技术，能使生产效率得到提升，降低生产成本，使建筑周期缩短，从而为我国船舶行业的发展奠定良好的基础。

船舶的建造评估和设计可以使先前工艺或前期设计导致的工程修改得以消除，进而对船舶企业的成本、质量以及生产效率产生直接的影响。现如今，许多国家正在开展以虚拟仿真评估和数字化描述相结合的船舶虚拟制造、设计仿真技术的应用研究，并且在船舶建造中也应用了多种仿真评估软件，而且其研制水平和效率还在近年来得到了大幅提升，包括我国在内的许多国家都正在寻求提升研制质量、节省研制费用、缩短研制时间的新方式。

挪威UD公司作为船舶设计的佼佼者，现如今，他们在对新船型进行设计时，全都会对三维模型加以利用，然后在虚拟环境下综合评价钻井船的设备布局、布置、外观等，分析虚拟船舶水动力，对虚拟评估进行分段划分，并仿真船舶的作业过程。

自20世纪90年代一来，我国开始对各种先进的仿真技术加以研究，并开展大规模系统仿真。但将虚拟仿真技术应用在海洋和船舶领域的起步还比较晚，现如今，其工作最主要集中在初步实施和理论研究的应用阶段，此外，国内的船舶研究所也开发有虚拟仿真的软件系统和硬件平台。