一种船舶性能虚拟测试系统

摘要

本发明公开了一种船舶性能虚拟测试系统及测试方法，其属于船舶性能测试技术领域；虚拟测试系统包括存储装置、工具装置、测试装置以及操作平台，存储装置和工具装置位于底层，测试装置位于支撑层，操作平台位于应用层；测试方法包括：操作平台根据测试装置的测试结果分别建立关于船舶在波浪中航行的航行数据模型和船舶航行环境的环境数据模型，并结合上述两个仿真模型建立船舶实际航行时的总体数据模型；上述技术方案的有益效果是：通过航行性能虚拟测试系统的建立，真实地反映了船舶航行时的人机互动，提高测试水平，缩短测试周期，降低测试成本，并确保了运动仿真的精确性和实时性，进一步提高了虚拟测试的逼真度。

主权项

一种船舶航行性能虚拟测试系统，其特征在于，包括：存储装置，所述存储装置包括第一存储部件和第二存储部件；所述第一存储部件内保存有船舶航行性能测试的标准比对数据以及测试规则数据；所述第二存储部件中保存有船舶性能虚拟测试的测试结果数据；工具装置；所述工具装置中包括多个用于测试船舶航行性能的测试工具；测试装置；所述测试装置分别连接所述存储装置和所述工具装置；所述测试装置调取所述存储装置中的所述标准比对数据和所述测试规则数据，以及所述工具装置中的所述测试工具，并对船舶航行性能进行测试，所述测试装置中包括一环境模拟单元；操作平台；所述操作平台连接于所述测试装置；所述操作平台根据所述测试装置的测试结果，按照预设的方法建立船舶航行时的总体数据模型；应用所述船舶航行性能虚拟测试系统的船舶航行性能虚拟测试方法具体包括：步骤1，所述操作平台根据所述测试装置得到的测试结果处理得到船舶在波浪中航行的航行数据模型；步骤2，所述操作平台根据所述测试装置得到的测试结果处理得到船舶航行时所处环境的环境数据模型；步骤3，所述操作平台结合所述航行数据模型和所述环境数据模型，得到模拟船舶实际航行时的所述总体数据模型；所述步骤2具体包括：步骤21，所述环境模拟单元建立初始的海浪谱公式${\tilde{h}}_0\left(K\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}({\xi }_r+{\mathrm{i\xi }}_s)\sqrt{P_h\left(K\right)}---\left(4\right)$所述i为复数单位；所述K为二维向量，用于表示风向；所述P_h(K)表示波浪的能量谱密度；ξ_r和ξ_s均为高斯随机数，表示海浪的随机性；步骤22，所述环境模拟单元在所述公式(4)中加入时间变量t，以构成海浪的海浪谱公式：$\tilde{h}(k,t)={\tilde{h}}_0\left(k\right)\exp \left\{i\omega \left(k\right)t\right\}+{\tilde{h}}_0(-k)\exp \{-i\omega \left(k\right)t\}---\left(5\right)$所述ω为海浪前进速度的相关参数，所述k为K的模；所述ω与海浪的前进速度的关系公式为：ω²(K)＝g^k                (6)所述g为重力加速度；步骤23，所述测试装置建立对于圆弧状海浪的高度计算公式：$h(X,t)=\underset{K}{\Sigma }\tilde{h}(K,t)e^{iK·X}---\left(7\right)$所述X表示海浪在水平方向上的位置；所述测试装置将所述公式(5)和所述公式(6)代入所述公式(7)中并计算得到不同时间不同位置的海浪高度；步骤24，所述操作平台根据所述测试装置的计算结果模拟得到所述环境数据模型。