[发明专利]一种船体的基本物理量的计算方法

摘要

一种船体的基本物理量的计算方法，所述方法包括步骤：制作与船体的渲染模型相匹配的简化模型；切割简化模型；在船体的本地空间内设置多个采样点，计算水面的拟合平面；使用拟合平面对船体进行切割，获取船体水下的三角形；基于水下的三角形，计算船体的受力值；基于船体的受力值，计算船体的基本物理量。本发明的船体的基本物理量的计算方法，能够高效、精确地计算船体的基本物理量，从而有效地解决之前简单近似的计算方法带来的误差问题。

主权项

1.一种船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作与船体的渲染模型相匹配的简化模型；

切割简化模型；

在船体的本地空间内设置多个采样点，计算水面的拟合平面；

使用拟合平面对船体进行切割，获取船体的水下的三角形；

基于水下的三角形，计算船体的受力值；

基于船体的受力值，计算船体的基本物理量；

所述船体的基本物理量，包括：船体的位置、旋转角度、角速度和线速度。

2.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述制作与船体的渲染模型相匹配的简化模型的步骤，还包括，将简化模型的基本物理量和船体的渲染模型的基本物理量保持一致。

3.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述切割简化模型的步骤为，分别使用与XZ和YZ面平行的面将船体切割成多份。

4.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述在船体的本地空间内设置多个采样点，根据采样点处水面的高度，计算水面的拟合平面的步骤，进一步包括以下步骤：

在船体的本地空间内设置多个采样点，获取每个采样点处水面高度值；基于采样点处水面高度值，计算水面在简化模型上的拟合平面，其中，

所述拟合平面，是指简化模型上采样点处水面高度值的加权平均值所确定的平面。

5.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述使用拟合平面对船体进行切割，获取船体的水下的三角形的步骤，进一步包括步骤：若水下的船体模型与拟合平面切割后的网格为四边形面，则将四边形面切割成两个三角形。

6.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述基于水下的三角形，计算船体的受力值的步骤，进一步包括步骤：

在拟合平面上取一点，与水下的每个三角形均构成四面体，计算四面体的体积之和，作为船体排开水的体积；根据阿基米德原理，计算船体所受的浮力。

7.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述基于水下的三角形，计算船体的受力值的步骤，进一步包括步骤：

采用格林公式，根据流体阻力公式：F_D＝1/2*ρ*v²*C_D*A，计算船体所受的阻力和阻力矩，其中，

F_D为阻力；ρ为水的密度；v为水与船的相对速度；A为速度方向的横截面积；C_D为阻力系数，是一个常数。

8.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述计算船体的受力值的步骤，进一步包括步骤：采用重力计算公式，计算船体所受的重力。

9.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，所述基于船体的受力值，计算船体的基本物理量的步骤是：

基于船体的受力值，采用牛顿第二定律，计算当前船体的瞬时加速度；

根据匀变速直线运动的位移公式，计算当前船体的位移；

根据刚体定轴转动定律，计算当前船体的角速度以及转动角度。

10.根据权利要求1所述的船体的基本物理量的计算方法，其特征在于，还包括步骤：将求得的船体的基本物理量应用到船体的渲染模型上，设置船体的状态。