slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 23

Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации - PowerPoint PPT Presentation


  • 223 Views
  • Uploaded on

Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации. Безгодов А.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Специальность 05.13.18. На защиту выносятся.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации' - alexis


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации

Безгодов А.А.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Специальность 05.13.18

slide2
На защиту выносятся
  • Метод формирования визуальных динамических сцен на основе численного моделирования нелинейной динамики МО c шестью степенями свободы на нерегулярном трехмерном волнении.
  • Архитектура программного комплекса ВП для исследования МО в экстремальных условиях эксплуатации с поддержкой аппаратных возможностей широкоэкранных систем ВР.
slide3
Актуальность
  • Экстремальные ситуации крайне сложно моделировать на реальных объектах
  • Опытовые бассейны не позволяют воспроизвести все разнообразие экстремальных явлений
  • Расчетные методы (ОСТ 5.1003-80) ориентированы на получение интегральных характеристик объекта

 Необходимо созданиевиртуальных полигонов на основе методов компьютерного моделирования

Параметрический резонанс:

MS Grand Voyager Февраль 2005

slide4
Адаптация методов и моделей для реалистичного воспроизведения э/с
  • Реалистичное воспроизведение внешних воздействий (нерегулярное волнение)
  • Учет нелинейных эффектов, в т.ч. обусловленных взаимодействием различных видов колебаний судна
  • Выполнение расчетов и визуализация в реальном масштабе времени
  • Сложные сценарии выполнения: переходы от штатных режимов к экстремальным
  • Расширяемость системы
  • Адаптация для систем виртуальной реальности
slide5
Подходы к моделированию динамики судна

WTF?

slide7
Вероятностная модель поля морского волнения
  • Модель Лонге-Хиггинса
  • Спектры:
    • Пирсона-Московица
    • JONSWAP
  • FFT (Крогстад)
  • 512 x 512
slide8
Нерегулярные сетки для интегрирования сил

Динамические расчеты:

N = 500..1000

Статические расчеты:

N = 4000..8000

slide9
Синтез изображения: Морские объекты
  • Deferred Shading
  • Cook-Torrance
  • Shadow Mapping
slide10
Синтез изображения: Морская поверхность (сетка)
  • CUDA CuFFT  Карта высот (Текстура)
slide11
Концепция виртуального полигона

Системы

ввода

Интегратор

Анализатор

3D

2D

Конструктор

SciLab

Модель №1

Модель №2

Модель №3

slide12
Отражение Френеля (только небо)

Затухание по глубине

Граница сред

Синтез изображения: Морская поверхность (шейдинг)
slide13
Синтез изображения: Корабельные волны
  • Решение уравнения колебаний на регулярной сетке
  • Наложение на карту высот
  • Шейдинг с эффектом пенообразования
slide14
Особенности реализации для ЦСМВ
  • Стерео:
    • GL Quad Buffer Stereo
    • 1x – шаг моделирования
    • 2x – синтез изображения для разного положения камер
  • Широкий экран:
    • MLAA
slide15
Метод построения кадра
  • Интерпретация сценария (Lua)
  • Построение текущего ядра БПФ для поля волнения (CUDA CuFFT)
  • Построение случайной сетки для интегрирования сил
  • Расчет ГС и ГД сил действующих на каждый узел
  • Шаг интегрирования задачи движения 6-DOF твердого тела (Bullet Physics)
  • Визуализация поверхности моря и морского объекта (OpenGL 3.3, CgFX)
slide16
Система сценариев
  • Интерпретатор Lua
  • Объекты моделирования:
    • «Корабль» - модель судна
    • «Таймер» - для постановки сложных экспериментов
  • Внешняя среда
    • Морское волнение
  • Объекты:
    • Выполняют некоторую функцию на каждом шаге
    • Взаимодействуютдруг с другом
    • Воспринимают команды пользователя
slide17
Исследование ПР лагом к волне

Основной

ωmax = ωroll

Параметрический

ωmax = 2 ωroll

Судно класса «катер»

L x B x T = 40 x 12 x 3 м

D = 600 000 кг

ωroll = 1.14 рад/с

ВИДЕО

slide18
Исследование ПР на встречном волнении

Эффект Доплера

«Валкость»

ωencounter = 2ωroll

Судно класса «катер»

L x B x T = 40 x 12 x 3 м

D = 600 000 кг

ωroll = 1.23 рад/с

V = 20 узлов

Волнение:

m = 64

 = 20

ω = 1.2 рад/с

ВИДЕО

slide19
Исследование брочинга
  • Судно класса «буксир»
  • L x B x T == 20 x 7 x 2 м
  • D = 120 000 кг
  • ωroll = 1.9 рад/с
  • λ = 20 м

ВИДЕО

slide22
Основные результаты
  • Развит метод численного моделирования экстремальной динамики МО с шестью степенями свободы на нерегулярном трехмерном волнении, основанный на интегрировании гидродинамических сил и моментов в нелинейной постановке на случайных сетках, допускающий интерактивное управление процессом вычислений на ВП;
  • Разработан метод формирования динамических сцен на основе численного моделирования динамики внешней среды и МО с учетом графических эффектов визуализации взволнованной поверхности моря и ее взаимодействия с корпусом объекта, адаптированный для применения в широкоэкранных системах ВР;
  • Разработана и детализирована архитектура ВП для изучения динамики МО в экстремальных условиях эксплуатации на основе модульного подхода к построению систем интерактивной визуализации;
  • Спроектирован и разработан программный комплекс ВП ShipX-DS, развернутый на инфраструктуре ЦСМВ СПбГУ ИТМО и продемонстрировавший свою работоспособность в ходе компьютерных экспериментов по исследованию экстремальной динамики МО в режиме основного и параметрического резонансов, а также в условиях брочинга.
ad