基于物理模型的渔网网衣动态模拟与可视化研究

为了在渔船模拟器中进行渔网的动态模拟，建立了渔网的数学模型，并进行其可视化研究。基于集中质量模型将渔网离散为通过无质量弹簧连接的质量点集合，根据牛顿第二定律建立了质量点的动力学方程，并考虑了均匀流对渔网运动的影响。为了进行渔网运动的实时模拟，利用隐式Newmark-β算法求解渔网的数学模型，增大了可进行稳定计算的时间步长。对一尼龙网片在水流中的运动进行了模拟，并利用OpenGL函数库开发了渔网的三维可视化程序，从而验证了该模型的合理性。     

拖网渔船曳纲的运动建模及仿真

在拖拽系统水动力理论研究的基础上,根据集中质量法建立曳纲的三维动力学数学模型,将曳纲在空间上离散为一系列节点,同时忽略曳纲的扭转、抖动等,计入张力、重力、浮力和流体阻力的作用,建立曳纲的动态运动数学模型,并通过四阶龙格库塔方法积分求解,得到曳纲的位置和速度信息,最后利用三维图形引擎OSG(Open Scene Graph)实现拖曳系统的三维可视化。数值计算结果与相关试验数据比较表明,曳纲模型的求解方法是可靠的,同时又保证了仿真的实时性。     

渔船模拟器中中层拖网的建模与仿真

为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高中层拖网三维可视化的效果。对一中层拖网进行了仿真研究,结果表明：仿真结果同其水槽试验结果相近,最大误差在20％以内,验证了该模型的合理性。最后,文中还给出了中层拖网的三维可视化效果图。