[发明专利]船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置

说明书

本发明提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置；其中，该方法包括：根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；该运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据该计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。本发明提高了船舶甲板面运动响应的计算效率，计算成本较低，且计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况，计算结果信息量丰富。

技术领域

本发明涉及运动响应仿真技术领域，尤其是涉及一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置。

背景技术

船舶在海上航行或作业时，受到波浪扰动的影响，会产生6个自由度的摇荡运动。这种摇荡运动对船上的生活和生产活动会造成不利的影响，剧烈的运动可能会导致船员和旅客晕船，工作效率和舒适性大打折扣，甚至会造成船舶上设备损坏。

因此，在船舶的设计和运营阶段，需要了解和掌握甲板面不同位置受波浪扰动下的运动响应情况，以便在船舶有限的空间范围内进行合理的舱室布置，合理安排生活和生产活动。例如，对于运动敏感型舱室和设备，包括手术室、实验室、起重机等，优先布置在运动响应较小的位置；对于对运动要求不高的舱室，包括储藏室、备品备件间等，可以布置在运动响应较大的地方，以便合理的利用船舶上有限的空间资源，而船舶甲板面运动响应的计算是开展这些工作的前提。

目前，计算船舶甲板面的运动响应，所采用的方法大多是逐点计算若干个关注位置的三个方向的运动响应传递函数，继而预报不同波浪条件下关注位置的运动响应大小，每一个位置的计算都要进行一次复杂的代数运算和积分运算，效率低；仅能获得包含有限个位置点的运动响应列表，信息量少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置，以提高船舶甲板面运动响应的计算效率，降低计算成本，使计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况。

第一方面，本发明实施例提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真方法，该方法包括：根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该方法还包括：根据运动响应，生成船舶甲板面的运动响应云图。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数的步骤，包括：如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：

R_x-θ(ω)＝x_a(ω)·θ_a(ω)·cos(ε_x(ω)-ε_θ(ω))

R_x-ψ(ω)＝x_a(ω)·ψ_a(ω)·cos(ε_x(ω)-ε_ψ(ω))

R_θ-ψ(ω)＝θ_a(ω)·ψ_a(ω)·cos(ε_θ(ω)-ε_ψ(ω))；

如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数：

R_y-φ(ω)＝y_a(ω)·φ_a(ω)·cos(ε_y(ω)-ε_φ(ω))