舰船仿真技术发展综述
舰船装备建模与仿真发展趋势研究
网络技术 等 ） 针对某 类仿 真问题 开 发用 户易用 、 ， 界面
美 观的仿 真优 化工 具 。第 三 ， 了从 仿真 数据 中获得 为
系统 仿真 是根据 被研 究的 真实 系统 的模 型 ， 利用
有价 值的结 果供 决策 者参考 ， 目前 有许 多人致 力 于仿 真结 果分析 方法 的 研究 。 在 这方 面许 多 人将 各 种 先
进 的理 论和方 法 应 用 于仿 真 数据 分 析 ， 如神 经 网 络 、
人工智 能等 。
计算 机针 对 系统 模 型 所进 行 的实 验研 究。它 是建 立 在 系统科 学 与计算 机技 术 基 础 之上 的一 门综 合 性 实
验科学 。系统仿 真 因为 可 以解 决 对 复杂 系统 的预 测
程 新 安 王 天 明
（ 海装 驻 ４６厂 军代表 室 海 军装备 论证研 究 中心 ） ２
摘 要 ： 本文简要介绍了建模与仿真技术的概念和特点， 从总体设计的角度， 着重阐述了舰船装备研制过程
的特点及 其对 建模与仿真技术 的需求分析 ， 最后讨论 了建模与仿真技 术在舰船 装备研制 过程的发展趋 势：
（ ａａ Ｒ ｐｅ ｎ ｔ ｅＯｆ ｅ ｆ ２ ｈ ｙｒ， Ｎ ｖｌ ｅｅｒ ｅ ｔ ） Ｎ ｖｌ ｅｒ ｅ ｔ ｖ ｆｃ ４ Ｓ ｉ ａ ｓ ａ ｉ ｉ ｏ ６ ｐ ｄ ａａ Ｒ ｓａ ｈＣ ｎｒ ｃ ｅ
Ａ ｈ ｔａ ｔ ｌ ｒｅ： ｓ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｓ ｌ ｔ ｄ ｃ ｈ ｏ ｃ ｐ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｅ ｉ ｔ ｓ ｏ ｈ ｓ ａ ｅ ｉ ｙ ｉ ｒ ｕ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｐ ｃａ ｉ ｆＭ＆Ｓ ｒｍ ｈ ｉ ｗ ｏ ｈ ｐ ｓ ｍｐ ｎ ｏ ｏ ｌ ｅ ，ｆ ｏ ｔ ｅ ｖｅ ｆ ｉ ’ ｓ
舰船操纵性能的仿真和分析
舰船操纵性能的仿真和分析近年来，随着科技的不断发展，船舶的操纵性能仿真和分析成为了一个热门的研究领域。
舰船操纵性能的仿真和分析可以帮助我们更好地探究船舶的性能优化和设计改进，为实际船舶操作提供指导，进而提高船舶的安全性和经济性。
一、舰船操纵性能的仿真和分析意义船舶的操纵性能是指船舶在不同的水动力条件下，完成各种操纵任务时的性能表现。
对于航海和港口操作等领域，优异的操纵性能是保证船舶航行安全和效率的关键因素。
而舰船操纵性能仿真和分析能够对船舶的设计、操作和维护等方面提供可靠的技术支持。
首先，舰船操纵性能仿真和分析可以帮助优化船舶的设计和构造。
通过对船舶的操纵性能进行系统分析和优化，找出船舶设计中的缺陷和瓶颈，进一步改进船舶的造型、结构和设备等方面，提高船舶的性能表现。
其次，舰船操纵性能仿真和分析还可以指导船员进行实际的操作。
通过仿真软件模拟船舶操纵情况，让船员实现实时操作，并观察船舶在不同场景下的操纵性能表现，提高操作技能，减少船舶操作中的错误和事故发生。
最后，舰船操纵性能仿真和分析还可以提高船舶的安全性和经济性。
通过对船舶操纵性能的分析和实验模拟，可以找出船舶在不同环境和气象条件下的响应特性，提高船舶的安全性和可靠性。
同时还可以优化船舶操作和船舶系统，减少船舶的能耗和运营成本，提高船舶的经济效益。
二、舰船操纵性能仿真和分析技术舰船操纵性能的仿真和分析技术主要包括实验室试验、数值模拟以及船模试验方法。
实验室试验是通过模型试验设备，对船舶在不同操纵条件下的表现进行定量实验，查找船舶操纵性能的优缺点和区间限制。
这种试验方法常使用的设备有万能试验机、流体试验台和光学测量设备等。
实验室试验具备实验易控、测试精确、数据检测能力强等优点，但是仅能模拟单一的操纵场景，且较难满足大尺度船舶复杂运动的需求。
数值模拟是利用计算机数值分析方法，模拟船舶在不同环境下的操纵性能，包括CFD(Coamputational Fluid Dynamics)流水动力学模拟方法、船舶运动数学模型等。
船舶虚拟仿真训练技术研究
船舶虚拟仿真训练技术研究随着现代技术的发展，虚拟仿真技术已经成为现代训练的必备手段之一。
其中，船舶虚拟仿真训练技术已经被广泛地运用于船舶驾驶员的培训、海事应急救援等方面。
本文将从以下几个方面来探讨船舶虚拟仿真训练技术的研究。
一、船舶虚拟仿真技术的现状目前，国内外已经有很多船舶虚拟仿真技术的应用实践。
其中，欧美国家在船舶虚拟仿真技术的研究和应用方面较为领先，其船舶虚拟仿真训练系统具有较高的仿真精度和真实性。
我国在船舶虚拟仿真技术的研究和应用方面也有一定的进展。
例如，上海交通大学开发了一套具有高度仿真性和真实性的船舶模拟系统，可对船舶驾驶员的技能、应急处理和安全意识等进行综合训练。
二、船舶虚拟仿真技术的优势与传统航海教育相比，船舶虚拟仿真技术具有以下几个优势：1. 培养过硬技能在传统的航海教育中，教师只能依靠理论教学以及实际航行体验来培养学生的技能。
而在船舶虚拟仿真训练中，学生可以通过虚拟仿真环境进行反复练习，从而提高技能水平。
2. 提高安全意识在航海领域，安全是最重要的问题之一。
通过船舶虚拟仿真技术的训练，船员们可以深刻地认识到安全问题的严重性，从而提升安全意识，并且在实际航行中更加灵活地应对紧急情况。
3. 省时省力传统的训练需要进行实地航海，需要耗费大量时间和人力物力。
而虚拟仿真技术可以在虚拟环境中进行，节省了许多时间和成本。
三、船舶虚拟仿真技术的挑战与展望尽管船舶虚拟仿真技术在航海教育和海事应急救援等方面具有广泛应用和优越性，但其发展还面临一些挑战。
首先，船舶虚拟仿真技术的高度精细化和真实性需要高昂的成本支持。
其次，虚拟仿真技术只能够在理论上培养船员的基础技能，缺乏实际航行的体验，对于船员的技术水平和应对紧急情况的能力还需要在实地航行中继续磨练和提高。
但是，船舶虚拟仿真技术的应用前景仍然十分广阔。
未来，随着虚拟仿真技术的进一步研究和开发，船舶虚拟仿真技术将更加普及和完善，并且具有更广泛的应用前景，在航海领域的发展和繁荣中发挥着越来越重要的作用。
国内外军用仿真技术发展现状概述
国内外军用仿真技术发展现状概述一、概述仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一种综合性技术。
它综合集成了计算机、网络技术、图形图像技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识。
随着仿真技术在科技进步和社会发展中的作用愈来愈显重要，特别是军事科学，随着高、精尖武器系统的研制和发展，对军用仿真技术的应用和研究提出了更高的要求。
世界各军事强国竟相在新一代武器系统的研制过程中不断完善仿真方法，改进仿真手段，以提高研制工作的综合效益。
军用仿真技术在武器系统战技指标论证、方案选择、研制、试验、鉴定、改进提高以及部队维护保养和训练中的应用，已得到研制方和使用部队的承认和重视。
它对提高新一代武器系统综合性能，减少系统实物试验次数、缩短研制周期，节省研制经费，提高维护水平，延长寿命周期，强化部队训练等方面都可大有作为。
二、国内外军用仿真技术发展现状1．国外军用仿真技术发展现状态美国国防部高度重视仿真技术的发展，近十多年来，美国一直将建模与仿真列为重要的国防关键技术。
1992年公布了国防建模与仿真倡议，并成立了国防建模与仿真办公室，负责倡议的实施：1992年7月美国防部公布了国防科学技术战略，综合仿真环境被列为保持美国军事优势的七大推动技术之一；1995年10月，美国防部公布了建模与仿真主计划，提出了美国防部建模与仿真的六个主目标；1997年度的美国国防技术领域计划，将建模与仿真列为有助于能极大提高军事能力的四大支柱（战备、现代化、部队结构、持续能力）的一项重要技术，并计划从1996年至2001年投资5.4亿美元、年均投资0.9亿美元。
同时美国国防科学局（Defense Science Board）认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统，必须解决五个层次的使能技术，（enabling technologies ）（即应能解决实现的技术）第一层次基础技术。
【综述】美军用仿真发展现状与分析
【综述】美军用仿真发展现状与分析1.引言仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行研究、分析、评估、决策或参与系统运行的一门多学科的综合性技术。
能够通过以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉的特定仿真环境，使参与者借助一定的交互设备，按照自己的主观意愿驱动仿真模型与环境，并感知仿真世界的各种对象，从而可以组织完成一些现实中难以完成或根本无法进行的活动。
目前世界各国均认识到仿真技术在军事领域的巨大作用，将军用仿真领域的竞争视为现代化战争的“超前智能较量”，并把建模与仿真看作“军队和经费效率的倍增器”和影响国家安全及繁荣的关键技术之一。
军用仿真系统成为研究未来战争、设计未来装备、支撑战法评估、训法创新和装备建设的有效手段，并贯穿于武器装备的体系规划、发展论证、工程研制、试验鉴定与评估、作战使用研究、综合保障直至报废的全生命周期。
2.军用仿真技术随着信息化程度的不断提高，作战及装备系统越来越复杂，对仿真技术的应用需求越来越迫切，仿真技术在国防军事领域中的作用愈来愈重要。
世界各军事强国竞相在新一代武器系统的研制过程中不断完善仿真方法，改进仿真手段，以提高研制工作的综合效益。
从技术特点来看，美国国防科学局（Defense Science Board）认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统，必须解决五个层次的技术：基础技术：涵盖光纤通讯、集成电路、软件工具、人的行为模型、环境模型等内容；元/部件级技术：涵盖内存、显示、局域网、微处理器、数据库管理系统，数/模转换器，建模与仿真构造工具，测试设备等内容；系统级技术：涵盖微机系统、人机界面、远距离通讯/广域网、计算机图像生成等内容；应用级技术：涵盖制造过程仿真、工程设计建模与仿真、人在回路仿真系统、随机作战仿真等内容；系统工程级技术：涵盖原型机、规划、设计与制造、训练与备战、测试与评估的集成综合环境和建模与仿真工程。
仿真技术在舰船动力系统中的应用
仿真技术在舰船动力系统中的应用1. 介绍随着仿真技术的发展，舰船动力系统仿真已经成为提高舰船性能和减少研发成本的重要手段。
通过舰船动力系统仿真，可以模拟舰船在不同海况下的性能表现，优化舰船设计，加速产品开发周期，同时降低试验成本和风险。
2. 舰船动力系统仿真的优势舰船动力系统仿真可以帮助人们更好地理解利用先进技术进行工程设计的优势，从而缩短产品开发周期。
具体来说，以下是仿真技术在舰船动力系统方面的优势：- 有助于更好地了解船舶性能：舰船动力系统仿真可以帮助人们更好地了解船舶的性能，尤其是当舰船运行在各种条件下时，例如在不同航速和环境下运行。
- 降低试验成本和风险：通过舰船动力系统仿真，可以在物理试验之前进行更多的数字化前视分析和优化，从而减少试验次数，降低试验成本和风险。
- 优化设计过程：在舰船动力系统仿真过程中，设计团队可以通过数字化前视的分析和优化，在设计的早期验证和优化设计方案，从而实现最优解的选择。
3. 舰船动力系统仿真的应用舰船动力系统仿真的应用包括以下方面：- 船体设计模型的仿真：通过船体设计模型的仿真来模拟船舶在不同海况下的水动力性能，并进行性能预测。
- 动力系统模型的仿真：模拟舰船推进系统，预测不同环境和操作负载下的船舶工作性能。
- 船舶控制系统模型的仿真：模拟船舶控制系统，包括操纵和自动控制系统，以确保船舶在不同环境下可靠运行。
- 环境下仿真：在不同海况下模拟船舶的运动，并评估各种操纵和驾驶方案的可行性。
4. 总结作为一项利用数字化前视技术实现船舶高度精度仿真的技术，舰船动力系统仿真在推进系统、控制系统、船体结构等方面的应用正在逐渐增多。
舰船动力系统仿真不仅可以减少实际物理试验的时间和成本，更可以优化分析和设计和开发船舶的过程，确保舰船的可靠性和高效性。
船舶轮机模拟训练装置技术现状及发展趋势
船舶轮机模拟训练装置技术现状及发展趋势船舶轮机模拟训练装置是一种可以模拟真实船舶航行情况的训练工具，可以提高船员的技能水平，减少船舶事故的发生。
随着我国海运业的不断壮大，船舶轮机模拟训练装置技术也在不断发展。
本文将介绍目前船舶轮机模拟训练装置技术的现状及未来的发展趋势。
一、技术现状船舶轮机模拟训练装置技术已经很成熟，目前主要的应用方式是基于计算机网络的远程训练和基于虚拟现实技术的模拟训练。
在计算机网络远程训练模式下，训练学员可以在不同的地点通过计算机互联网进行船舶轮机模拟训练。
这种模式具有便利性，可节省时间和成本，可以轻松进行各种模拟测试。
在虚拟现实技术模拟训练模式下，学员可以通过使用虚拟现实技术进行船舶轮机系统的模拟操作，可以展现现实的操作效果，帮助学员更好的掌握操作的技能。
二、技术发展趋势随着人工智能技术的不断发展，船舶轮机模拟训练装置技术也将得到升级和升级。
未来，船舶轮机模拟训练装置技术将主要侧重于以下三个方面：1、虚拟现实技术的升级。
未来船舶轮机模拟训练装置将更多地应用虚拟现实技术，使学员更真实地感受到船舶轮机系统的操作环境，提高学员的操作技能。
例如，在未来，虚拟现实技术将会应用在海上设施的建设和维护中，这将是一项非常有利的发展方向。
2、大数据技术的应用。
未来，船舶轮机模拟训练装置技术将更加注重对数据的收集和分析，使训练效果与实际情况更加接近。
通过对船舶轮机模拟训练装置进行数据分析和模拟，将会更加贴近实际演练。
3、全球卫星导航系统的应用。
随着全球卫星导航系统的日益发达，船舶轮机模拟训练装置技术将更多地应用卫星导航系统，从而更加准确地模拟船舶的航行情况，提高训练效果。
总之，随着船舶轮机模拟训练装置技术的发展，将为船舶行业的安全和发展做出更加重要的贡献。
本文将列举一些与船舶轮机模拟训练装置技术有关的数据，并进行一定的分析。
首先是关于船舶行业发展的数据。
根据中国交通运输部发布的数据，2019年全国港口货物吞吐量达24.05亿吨，其中海运港口货物吞吐量达14.65亿吨，同比增长4.4%。
船模试验国内发展现状
船模试验国内发展现状中国船模试验的发展现状一直处于快速增长的阶段，主要表现在以下几个方面：1. 市场需求持续增长：随着人们生活水平的提高，对船模的需求也日益增长。
船模不仅可以用于娱乐和休闲，还被广泛应用于教育、科研和工业设计等领域。
特别是近年来，航空船模和船舶模拟试验成为热点，推动了市场的快速发展。
2. 技术水平不断提高：中国在船模试验技术方面取得了长足进步。
各个相关领域的研究机构和高校积极开展技术研究，不断创新试验方法和设备。
国内一些机构研发出了具有自主知识产权的船模试验设备，部分试验技术已经达到国际先进水平。
3. 建设实验室和设施加快：为了适应发展需求，国内大学、科研机构和企业纷纷加强和扩大船模试验实验室和设施的建设。
同时，一些大型国际级试验平台也相继建成并投入使用，提供了更完备的试验条件和更高水平的试验服务。
4. 优质船模试验成果不断涌现：近年来，中国船模试验取得了一系列重要成果。
在航空船模试验方面，航空模拟试验技术已逐渐走向成熟，成功研制出了多种型号的航模和模拟试验设备，并取得了一定的商业化应用。
在船舶模拟试验方面，一些重点船舶模型试验技术已经在国际上得到广泛应用，推动了我国造船技术的发展。
5. 国际合作与交流不断加强：中国船模试验积极开展国际合作与交流，与国外同行建立了广泛的合作关系。
国内试验机构先后参与国际船级社和国际船舶研究协会的活动，分享试验成果和经验。
同时，中国也定期举办国际船模试验技术研讨会和国际船模试验大赛，为船模试验领域的发展提供了良好平台。
总体来说，中国船模试验的发展取得了显著进展，已经成为国际上具有重要影响力的领域之一。
然而，仍然面临着试验标准不统一、设备设施不完备等问题，需要进一步加强研究和改进，提高整体水平。
仿真技术在船舶设计中的应用
仿真技术在船舶设计中的应用一个成功的船舶设计，是依靠先进的仿真技术做出的。
从设计到制造到测试，仿真技术在船舶制造业中扮演着不可或缺的角色。
他们包括从气动、水动力学到结构力学等各种仿真应用，并具有协同和完整的过程。
本文将介绍仿真技术在船舶设计中的应用。
1. 水动力学仿真水动力学仿真技术在船舶设计中是非常重要的。
在介绍水动力学之前，我们要明白海洋和内陆水域的物理特性。
水动力学模拟运用数学和物理学的原理，将水下运行过程所产生的水流及水动力学性能模拟为数字数据。
例如，船舶的速度、推力、减阻、阻力、强度以及舵效等属性，都可以使用水动力学仿真技术来预测和优化。
水动力学仿真是一种运用CFD（计算流体力学）来模拟水动力学效应的技术手段。
CFD的核心是将流体动力学问题转化为求解数值问题，从而实现对复杂流动问题的数值模拟。
在应用了CFD技术后，人们能够更为准确地识别哪些处于船体表面或母线处的流体是湍流，哪些是层流。
由于产生湍流所要消耗的能量比产生层流所需的能量要多，因而湍流会增加船的阻力。
预测水动力学性能需要取得段面曲线、曲线互动数据等数据。
可以运用CFD方法求解得到粘性水流欧拉方程或非粘性水流伪欧拉方程，将风洞测试所获得的数据转化为船舶所需数据进而进行优化设计。
2. 结构力学仿真在船舶工业中，结构力学仿真是一项基本技术，它使用计算机模拟技术评估结构所承受的重量和载荷。
结构力学仿真的目的是预测和改进船体各个部件的结构性能。
除此之外，它还可以检测部件之间的相互作用和发现任何可能的设计漏洞，这样可以避免错误的结构设计引起的整体性能下降。
仿真技术还能在现实测试之前掌握一些关键特性的信息，如应力分布、挠度、温度集中度等。
可以先对设计结构进行有限元模拟分析来评估有效性，此模拟模型基于实际建造，但需结合有关标准，以确保一定的可靠性。
3.模拟生产流程仿真技术不仅可以优化船舶的设计和结构，还可以模拟船舶的生产流程。
这种技术通常被称为“数字化孪生技术”，是指通过模拟仿真和虚拟测试对现实生产过程进行优化。
浅析船舶推进系统计算机仿真技术的应用
ห้องสมุดไป่ตู้
科
浅析船舶推进系统计算机仿真技术 的应用
陈 敏 石彦 宏
（ 中国移动通信集团设计 院有限公司黑龙 江分公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ ０
摘 要 ： 文对计 算机仿 真技 术的分析 ， 本 论述 了 船推进 系统计算机仿真现状与发展 ， 舰 并对舰船 推进 系统常 用计算机 仿真算 法进行 了简要介 绍。船舶推进装置计算机仿真现在应 用最广的领域是在轮机模拟 器的研制和开发上 ， 并且一些新的技 术诸如神 经网络技 术、 虚拟现 实技 术、 面向对 象技术都 已在轮机模拟器的动态仿真 中得到应用。本文对比传 统的计 算方法 ， 建立 了基于神 经网络 的主机仿真模型 ， 以保 证仿 真过程的 实时性。本 文对虚拟现 实技术在轮 机模拟 器中的应 用进行过论证 ， 出了可视化虚拟现 实仿真的概念 ， 提 为今后进一 步实施提供 了依 据。 关 键词 ： 船舶 ： 推进 系统 ； 计算机 ； 仿真 １ 概述 过仿真 的研究工作 ， 为今后控制系统 的设计 度较快 。由于构成的不同 ， 并 此离散模型也不同 ， 计算机仿真是指 以计算机为 主要工 具 ， 运 提供 了依据 、上海交通 大学和上海船舶运输科 但有二类不 同形式。例如连续模型 ９４年联合研 制开发 了一个面 向 ‘ ｆ ：Ｋ ＋ ｕ （） ３ 行真实系统或预研 系统 的仿真模型 ，通过对计 学研究 所在 １ ９ Ｔ ，并使用这套软件成功 可用以下任一差分方程（ 离散相似模型 ） 去 算机输 出信息的分析与研究 ，实现对实际系统 结构图的仿真软件 Ｒ Ｓ 运行状态和演化规律 的综合评估与预测。它是 的进行 了船舶推进装 置监控 系统 的调试 。 相似 分析评价现有系统运行状态或设计优化未来系 ３舰船推进系统 计算机仿真算法 ＋ ＋ Ｉ ｅ‘ ＝ｅ Ｋ１ ／１ 一 （ ４ ） 统性能与功能的一种技术手段 ， 在工程设 计 、 航 舰船推进系统常用计算机仿真算法介绍 ： ， ， 、 ， ， … 、１ 空航天 、 交通运输 、 经济管理 、 生态环境 、 通讯网 ３ 古典数 ． １ 值积 分算法 “ ‘ ＿ “ 卜 一 ‘ （ ≠ ｌ Ｉ 事 ５ ） 络 和计算机集成等领域 中有着广泛的应用。 Ｒ ｎ ｅＫ ｔ ｕ ｇ ｕ ａ法是一个在 仿真 中最 常见 的 ｔ 根据仿 真过程 中所采 用计算 机的类型 不 古典数值解法 ， 尤以标准 四阶四级方法为多见 。 式（ 比（ 式精度 要高得多 ， ５ ４ ） ） 而计算工 作量 同， 动态系统计算机仿真分为模拟机仿真 、 数字 此法可用于一阶微分方程组 ，如果原始的数学 仅增大半倍。 也可 以说 ， 后式允许用更大 的步长 机仿真和模拟 一 数字混合机仿 真。２ 世纪 ５ 模型中有高于一 阶的微分方程 ，则首先应变换 而达到同样的精 度。 Ｏ Ｏ 因此适 合于工程实时仿真。 在工 程 中可 用更 简便 的方法构 成离 散相似 模 年代 ， 计算机仿真主要采用模拟计算 机， 它主要 成相应 的一阶微分方程组 。下面简介此法。 是根据 仿真 系统的数 学模 型将一 系列 运算器 模 型的表达式及初始状态为 型， 例如 Ｔ ｓｎ法 。 ｕｔ ｉ ３ 仿真软件 Ｍａｌ ３ ｔｂ＠的介绍 ａ （ 如放大器 、 法器 、 加 乘法器 、 分器 、 积 函数发生 在传统的仿 真中， 常用 的仿真软件有 Ｚ Ｘ、 Ｆ 器等 ） 和无源器件 （ 如电阻器件 、 电位器等 ） 相互 连接形成仿 真电路 ，利用仿真电路进行实验性 （， ＝ ． ． ｎ ０ ． ， ） Ｃ ＳＤ Ｒ — Ｓ 、 Ａ Ｅ Ｐ等。这些 软件 的特点大都是建模 研究 ；０ ２ 世纪 ６ 年代后 ， ０ 随着数字计算机迅速 编程量大 、 运算速度慢 、 精度低 、 实时性 式中 为状态变量 ， 输入量 ， 为系统 时间长 、 叻 ｎ 发展和广泛普及 ，系统仿真的主要工具逐步 由 的阶数 。当已经完成 ｋ 步运算 ， 已知 ｋ 要 差 。 后 ＝１ ｝ ， 需按以下算 式运算 但是 ， 随着计算机仿真的发展 ， 现在 出现了 模拟机转 向数字机 。但 是 ，传统 的 Ｖ ｎ Ｎｕ 计算ｔ （＋ 时 的 ｏ ｅ— ．， ＋ ．， （ 灯＋ ｍ ｎ 型数字机对信息进行 串行处理 ， 以满足 ： ＋ ａｎ 难 许多非常有效 的建模和仿 真的软件 。如 ，ｏ— Ｂ ｅ ｉｇ ｎ Ｅａ ｙ ｄ Ｐ Ｅ Ｇｍｂ ， ｎ ｌｇ ｏ ｄ， ｔ ｓ ５， Ｓ ＡＣ Ｈ Ｘａ ａ ｏ Ｃ ｒ Ｍａ— 航天 、 化工等各类大规模 复杂 系统对仿真时 限 ： ＋ ∑ ， ｌ 等 。它们都有各 自的特点 ，但是从实用 、 ａ ｂ 简 的要求 。 ０ ２ 世纪 ７ 年代 ， ０ 以数字机与模拟机混 』 ＝ 也 ． ． ． ，ｎ 合而成 的模拟 一 数字混合机曾一度 出现在飞行 － １ ４ 单、 准确和性能价格 比等方面考虑 ， 特别是从现 Ｊ二 嚣 在的应用范 围来看 ， 用 Ｍａａ 采 ｔ ｂ作为仿真建模 ｌ 仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术 这里 ／， ／ ／ 。 是一种非常有效的工具。像上海交大 、 海 研 究领域 。近 ２ 年来 ， ０ 随着计算机技术 的快速 Ａ＝ ＝１６ ＝＾＝ｌ３ ＝ｑ月＝０堤＝埕＝１ｚ履＝１ 平台 ， 发展 ，特别是并行处理机 和并行处理技术的研 每步要完成 ５ 个算 式的运算 。 ｎ 如果模 型中尚有 军论证 中心 最近都在 应用 Ｍａａ ｔ ｂ进行 仿真研 ｌ 究与发展 ，数字仿真依然成为计算机仿真的主 参数方程和逻辑方程的话 ， 尚要增加 四次对 究 。 则 流。 这些方程 的运算 。 以 下 就 Ｍ ｔｂ仿 真 软 件 作 一 些 介 绍 。 ａａ ｌ 此法 的特点是既适 合于线性 又适合 于非线 Ｍａａ ｔ ｂ仿真软件是 Ｍａ Ｗｏｋ 公司推 出的基 于 ｌ ｔ ｒｓ ｈ ２ 舰船推进系统计算机仿真现状与发展 舰船推进系统是一个复杂 的非线 性系统 ， 性 系统 ； 运算精度高 ， 但运算工作量大 。特别 当 工业 标 准 的 计 算 机仿 真环 境 。其 主 要是 由 ｔ ａ Ｓ ｍｕ ｉ ｋ＠ 、 ｔｔ ｆ ｗ ＠ 、 ａ— ｍｅ Ｓ ａｅ ｏ ｌ Ｒｅ ｌ Ｔｉ 无法用常规 的分析方法计算它在各种机动工况 它们 的表达式长而复杂 时计 算工作量 尤其大 ， Ｍａｌ ｂ∞ 、 ｉ ｌｎ ｒｓｏ ０四大部分组成 。 下的动态特性 ，而借助于陆上联调和海上试验 因此运算速度慢 。步长选 择不 当还会 引起数值 Ｗｏｋｈｐ 其 中， ｔ 是编程的平 台， Ｍａ ａ ｌ ｂ 它具有强大的 耗 时长、 投资多 、 风险大 ， 受到各种条件 的限 不稳定的可能。 且 同时 ，由于微分方程与参量方程之间有性 科学计算环境 。Ｍａｌ ｔｂ拥有数量超过 ６ ０个的 ａ ０ 制。 但是 随着计算机仿 真技术 的 日 益发展 ， 计算 机仿真也开始应用 于船舶领域 ，并逐渐成为预 质上的不同 ， 前者可得 出时域解 ， 即可以算出未 数学 函数 、 统计学函数和工程函数 ； 提供 了数据 测和评估系统总体性能 的有效手段。 来的值 ； 者只表示 了当前值之间 的关系 ， 而后 它 分析 ，算法开发和系统优化所需的所有数字算 事实 上 ， 早在 ２ Ｏ世纪 ７ Ｏ年代 ， 随着全燃 不能算出未来值 。这两类算式放在一起就发生 法 。 这些算法都是经过优化和精 心设计 的， 这样 和柴燃联合动力装置 的发展 ， 、 英 美等国家在论 了那个式先算 ， 那个式后算 的问题 ， 即就是排序 可 以减少对系统资源的要求 。 同时， 由于 Ｍａａ ｔｂ ｌ 是开放并可扩展的 ，这些算法源代码对用户是 证设计阶段就开始用仿真技术预测船舶 推进系 问 题 。 统 的动态性能， 以评估推进装置的可靠性 ， 并为 些不规则 函数 ， 如发动机的 Ｍｄ 稳定值 ） 可见和可修改的 ，而且这些代码也能够被方便 （ ／＋ Ｏ Ｔ Ｎ程序 之 控制系统的设计提供依据 ，现已形成了完 整的 与 油门 ｈ和转 速 ｎ间 的关 系 ， ｒ（， ， ｏＪ 地 链接 到 已有 的 ＣＣ ＋和 Ｆ Ｒ ＲＡ Ｋ Ｊ ０）ｌ （， （ 仿真体系。 我国的一些 院校和研究单位从 ２ 世 ０ 等 ， Ｏ １ 这些 函数 一般都用 图形 （ 曲线 ） 表示 ， 而 中。因此 ，我们可以利用现有 的算法进行再开 构造出我们所需要的算法和 函数。 纪 ８ 年代初也开始这方面的研究工作 ， ０ 并在建 无确切的表达式 。可以拟合一个高次函数去代 发 ， 模、 方法和软件上取得 了一定 的成绩 。 特别是近 替此图形 函数 ， 优点是 占内存少 ， 但计算慢。另 Ｍ ｔｂ ａａ 最主要的功能是其具有超强的图形 ｌ Ｍａａ ｌ 三维交互 年来海军舰艇普遍采用微机控制 ， 要求也越来 种方法是把 图形 函数转化成表格函数 ，然后 �
船舶工业中的舰船设计与仿真技术研究
船舶工业中的舰船设计与仿真技术研究船舶工业一直是国家经济发展的关键领域之一，而船舶设计与仿真技术在船舶工业中发挥着重要的作用。
舰船设计是舰船制造过程中的首要工作，而仿真技术则是设计过程中必不可少的工具。
本文将探讨船舶工业中舰船设计与仿真技术的研究现状和发展趋势。
首先，船舶设计的内容十分复杂，涉及到船体结构设计、动力系统、电力系统、船舶控制系统等多个方面。
舰船设计需要对船体进行综合分析，确保船舶在不同的环境条件下能保持稳定性、安全性和可靠性。
而舰船仿真技术能够对舰船设计进行全面的模拟和分析，提供设计的合理性评估和优化建议。
通过仿真技术，设计人员可以在设计前期对不同的设计参数进行调整和优化，减少实际试验和改装的成本，提高设计的效率和质量。
其次，随着计算机技术的飞速发展，舰船仿真技术也得到了极大的推广和应用。
目前，舰船仿真技术主要包括结构仿真、流体仿真和船舶操纵性仿真等。
结构仿真通过有限元分析等方法，对船体结构的强度、刚度和耐久性进行评估。
流体仿真则研究船体在不同速度、风浪条件下的流水力学特性，为设计者提供水动力学参数，从而优化船体的流线型和航行性能。
船舶操纵性仿真可以模拟船舶在不同操纵条件下的运动轨迹和反应，评估船舶操纵性能和安全性。
另外，舰船仿真技术在船舶工业中的应用也日益广泛。
在船舶建造过程中，仿真技术可用于验证设计方案的可行性，降低制造成本。
在船舶维护和改装中，仿真技术可对船体结构、设备布局和维修工艺进行仿真分析，提供决策依据。
此外，在舰船培训和演练中，仿真技术能够提供真实的舰船运行环境和应急情景，提高船员培训的效果和水平。
当谈到舰船设计与仿真技术的研究前景时，可以看到一些新的发展趋势。
首先，虚拟现实技术的应用将进一步提升仿真技术的精度和真实性。
通过虚拟现实技术，设计人员可以沉浸在虚拟的舰船环境中进行设计和测试，更加直观地感知仿真结果。
其次，人工智能技术的发展将使得舰船仿真技术能够更好地进行智能决策和优化设计。
可视化仿真技术在船海学科发展中的研究进展的综述
研究生课程考试答题本课程名称：船海学科发展动态授课教师：吴卫国、杨建国、周瑞平、蔡薇学生姓名：指导老师：学班号：级：可视化仿真研究方向：联系电话：摘要本文是本学期《船海学科发展动态》要求提交的论文。
结合论文要求和本人兴趣，选定的论文题目是《可视化仿真技术在船海学科发展中的应用研究进展综述》。
本文将从视景仿真的定义、在船舶与海洋工程中的应用与研究等方面进行论述，主要是介绍其需要的各种软件工具、硬件工具、应用案例等。
并在最后结论部分进行总结和展望。
由于时间和学识所限，如有错误和不到之处，还请见谅!根据百度百科给出的定义：可视化仿真就是通过增加文本提示、图形、图像、动画表现，使仿真过程更加直观，结果更容易理解，并能验证仿真过程是否正确。
需要注意的是，可视化仿真同时也包涵虚拟现实、增强现实技术。
结合参考文献在综述过程将按照研究或应用涉及的具体领域、使用的软件或硬件工具、涉及的具体技术等等方面具体展开。
由于这方面的进展很多，时间和篇幅所限不能一一列举参考文献，仅采有具有代表性的文献。
另外，虽然文献综述不应该分章，但是按照本次课程论文的要求，即参照毕业设计格式，本文分为三章。
希望见谅。
关键词：可视化仿真，船海学科，虚拟现实，增强现实AbstractThispaperisapaperwhichisrequiredtobesubmittedinthetermofthedevelopmentofthe marinescience.Incombinationwiththerequirementsofthethesisandmyinterest,theselected titleofthethesisisareviewoftheapplicationresearchofvisualsimulationtechnologyinthe developmentofmarinescience.Thispaperdiscussesthedefinitionofvisualsimulation,the applicationandresearchofshipandoceanengineering,andintroducesthevarioussoftwaretools, hardwaretools,applicationcasesandsoon.Andinthelastpartoftheconclusionofthe summaryandoutlook.Duetolackoftimeandlimitedknowledge,ifthereisanerrorandno place。
面向服务的海军作战与仿真一体化构建技术
面向服务的海军作战与仿真一体化构建技术I. 引言- 研究背景与意义- 研究目的与意义II. 相关技术与现状- 海军作战与仿真技术简介- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术现状- 现有技术的优点与不足III. 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术原理- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术框架- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术特点与优势IV. 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术实现- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术实施步骤- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术实现案例分析V. 结论与展望- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术的应用前景与展望- 基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术的优势与不足- 未来研究方向及相关应用推广策略VI. 参考文献第一章节：引言研究背景与意义海军作战是国家安全的重要组成部分之一，同时也是实现国家海洋利益的关键。
随着国际形势的变化和我国海洋事业的发展，海军作战任务越来越多样化和复杂化。
在实战中，海军作战需要充分保障信息化建设，大力发展智能化、网络化装备，并且重视实现全域联合作战和打赢信息战的能力。
因此海军作战仿真技术的发展和应用具有非常重要的意义。
海军作战仿真技术是指利用计算机、网络、传感器等技术手段，对海军作战过程进行模拟、仿真，以实现对军事行动的预测、评估和训练的一种技术。
海军作战仿真技术可以为军事指挥决策者提供真实、快捷、直观的决策依据，可以大大提高作战效率和效果，减少作战成本和风险，同时还能满足现代人机接口的需求，促进军事信息化建设。
研究目的与意义基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术是将海军作战与仿真技术有机结合起来，利用基于服务的架构和方法，构建一种全新的海军作战与仿真一体化系统，以实现海军作战决策的高效、智能化。
本论文旨在研究基于服务的海军作战与仿真一体化构建技术，包括技术原理、框架设计、实现步骤、应用案例等，旨在为海军作战与仿真的集成提供新思路和新方法，优化海军作战思维与反应速度，提高军事行动效率和决策水平。
海洋船舶制造中的数字化建模与仿真
海洋船舶制造中的数字化建模与仿真海洋船舶制造是一个复杂而精密的过程，它涉及到各种船舶类型和规模的设计、制造和运营。
在过去，这一行业主要依赖于人工经验和物理实验来进行设计和测试。
然而，随着科技的不断进步，数字化建模与仿真技术成为了海洋船舶制造中不可或缺的一部分。
数字化建模与仿真是通过计算机技术和数值方法来模拟和预测物理系统的行为和性能。
它可以帮助船舶设计师和制造商更准确地理解和评估设计方案，降低设计错误和成本，提高生产效率和质量。
首先，数字化建模与仿真可以在船舶设计阶段提供有力的支持。
在过去，船舶设计师主要依靠手绘图纸和样机来制定设计方案。
然而，这种方法存在着许多限制，如设计过程繁琐、成本高昂和时间周期长。
而现在，通过数字化建模与仿真技术，设计师可以在计算机上创建船舶的三维模型，并模拟不同条件下的性能和行为。
这可以帮助设计师更好地理解和评估设计方案的可行性，并及时发现和解决问题，为下一步的制造和测试提供参考。
其次，数字化建模与仿真可以加速船舶制造的过程。
在传统的制造方法中，往往需要建造大量的物理原型来进行测试和验证。
这不仅费时费力，而且成本高昂。
而通过数字化建模和仿真技术，制造商可以在计算机上进行虚拟测试和优化，以减少物理实验的次数和时间。
这不仅可以降低制造成本，还可以缩短制造周期，提高生产效率。
另外，数字化建模与仿真也可以提高船舶的性能和安全性。
通过对船舶进行全面的仿真测试，设计师可以评估和优化船舶的结构、船体水动力特性、稳性和操纵性等。
这可以帮助设计师找到性能瓶颈并进行改进，以提高船舶的航行速度、稳定性和燃油效率，同时确保船舶的安全性。
此外，数字化建模与仿真还可以在船舶运营阶段发挥重要作用。
通过对不同运行条件的仿真模拟，船舶的运营人员可以更好地预测和优化船舶的性能和燃油消耗。
他们可以根据模拟数据调整船舶的航行计划、航线和速度，以降低运营成本和环境影响。
然而，数字化建模与仿真仍然面临着一些挑战和限制。
船舶机舱三维视景仿真系统的应用与发展
船舶机舱三维视景仿真系统的应用与发展摘要：针对船舶机舱三维视景仿真系统在航海教育与培训领域中的应用，定义了船舶机舱三维视景仿真系统的概念、类型与基本技术需求、对国内外研究现状进行了总结与分析，对目前在船舶机舱三维视景仿真的实际开发过程中所应用的主要技术手段进行了介绍，并结合实际开发经验给出了包括三维引擎的选择、虚拟机舱场景三维建模、场景优化技术、实时渲染技术的实施方案，最终结合新形势下的实际需求对船舶机舱三维视景仿真系统的发展方向进行了展望。
关键词：船舶机舱；三维视景；仿真系统；应用；发展引言船舶轮机模拟器采用半实物仿真方法为训练者搭建一种自主训练平台，轮机模拟器的各个物理仿真盘台（船舶电站、集控台、本地控制箱等）的外观可设计成与母型船高度一致，训练者在仿真设备上操作可获得与实船相近的系统反馈过程，同时应用轮机模拟器可完成许多实船中禁止的训练内容，并可反复进行训练不受时间与空间的限制。
1.船舶机舱三维视景仿真系统的概念、类型、技术要求1.1船舶机舱三维视景仿真系统的概念船舶机舱三维视景仿真系统即是联合利用三维建模技术、人机交互技术、三维数据可视化技术等，同时结合轮机专业知识建立一与实际船舶机舱环境高度一致的虚拟环境，并将其通过多种媒介以立体化的形式显示在人机交互设备上。
船舶机舱三维视景仿真系统需能够给予使用者高度的“自主性”，至少应可实现船舶虚拟机舱的全景漫游，虚拟轮机系统与设备的操作，并且获得与实船一致的真实的数据反馈及声光效果，从而加强训练者的实船机舱环境认知感与操作感。
高度的真实感与沉浸感是船舶机舱三维视景仿真系统的最大优点。
1.2船舶机舱三维视景仿真系统的类型目前三维视景仿真系统的硬件环境种类较多，有多通道柱幕，球幕系统，穹幕系统及洞穴式投影系统等，上述三维视景仿真系统能够提供给使用者较高的沉浸感，但是在组织大规模培训时显得不够实用，这是因为一方面上述虚拟现实硬件设备购置与维修费用昂贵，另一方面上述硬件设备不适合多人同时使用、操作，培训效率有限，根据作者所在教研室的项目组开发经验与用户反馈，桌面虚拟现实系统完全可满足船员培训的需求，一方面其成本低廉，另一方面通过搭建网络结构，可实现多人团队协作训练，亦可单人单机训练，培训方式相当灵活。
船舶工程建模与仿真技术研究进展
船舶工程建模与仿真技术研究进展随着科技的发展，船舶工程建模与仿真技术也得到了越来越多的关注与研究。
船舶建模和仿真技术是指利用计算机等工具对船舶进行建模，制定出各种运行情况下的仿真分析模型，从而为航运工业提供科学智能的决策基础。
本文将从三个角度出发，阐述船舶工程建模与仿真技术的研究进展。
一、船舶建模技术船舶建模是指通过计算机图形学技术对船舶物理、机械及控制等方面进行虚拟表达的过程。
船舶建模技术发展历程中，CAD技术在一段时间内被广泛使用，但是其发展过程中依然面临着一些问题，如基于计算机图形学的造船工艺分析技术不能很好地应用到实际生产中，需要人手配合，人工干预过多。
近年来，三维建模技术在船舶造船领域得到了广泛应用。
在三维建模中，通过复杂的CAD软件工具可以模拟出更精细的模型。
最新的船舶建模技术依靠数学建模和计算机仿真，实现了对船舶各个部位的模拟和优化设计。
可以有效地降低船舶制造成本，优化结构设计，提高船舶受力性能，提高工艺水平和效率。
二、船舶仿真技术船舶仿真是指通过计算机等工具对船舶在实际的工作环境下进行虚拟模拟的过程，从而模拟出各种情况下的船舶运行效果和性能分析。
船舶仿真包含船舶动力学仿真、船舶操纵性仿真、船舶滑移和复合承压仿真等。
其中，船舶动力学仿真是反映船舶运动性能最重要的仿真技术之一。
它能通过仿真计算船舶在运动过程中的各种参数，如推力、速度、负荷等。
通过动力学仿真的结果，可以更好地了解各种海况下的船舶性能，同时可以调整船舶的运行策略和改善航速。
船舶穿浪时的模拟实验也称为复合承压仿真。
在现有50多年的国际实践中，复合承压仿真已成为船舶设计、建造和状态检验的重要手段，其技术精度不断提高，已广泛地应用于石油平台、运载船等复杂系统的设计和结构优化。
三、船舶工程仿真的应用前景船舶工程建模与仿真技术已经得到了广泛的应用，但在未来的发展中，我们仍需要不断探寻新的前沿技术和新的发展思路。
未来船舶建模技术应更全面的进行优化，重点优化现有技术，如三维CAD建模、工艺模拟等，并研发新型建模和优化算法。
基于CFD的潜艇操纵性数值仿真发展综述
基于CFD的潜艇操纵性数值仿真发展综述柏铁朝1，许 建1，陈炫树2，冯大奎2，王先洲2(1. 中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064；2. 华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074)摘要: 潜艇操纵性是潜艇重要的综合航行性能之一，随着计算机能力的提升及计算流体力学理论的进步，基于CFD技术的潜艇操纵性预报已成为当前的研究热点。
本文在收集分析国内外潜艇操纵性预报相关文献资料的基础上，分别介绍基于CFD的潜艇操纵性间接预报方法和基于CFD的潜艇操纵性直接预报方法的特点，对近20年来基于CFD方法的潜艇操纵性预报研究的若干热点问题及进展情况进行总结及展望。
关键词：潜艇；操纵预报；数值仿真；计算流体力学中图分类号：U661.33 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2020)05 – 0001 – 07 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2020.05.001Review of development in numerical simulation of submarine maneuverability based on CFD BAI Tie-chao1, XU Jian1, CHEN Xuan-shu2, FENG Da-kui2, WANG Xian-zhou2(1. China Ship Development and Design Center, Wuhan 430064, China; 2. School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)Abstract: The maneuverability of submarine is one of the important comprehensive navigation performance of submar-ine. With the improvement of computer ability and the progress of CFD (Computational Fluid Dynamics), the prediction of maneuverability of submarine based on CFD technology has become the current research hotspot. Based on the collection and analysis of the literature about the prediction of submarine maneuverability at home and abroad, the characteristics of in-direct prediction method and direct prediction method for submarine maneuverability based on CFD are discussed respect-ively in this paper. Some hot issues and progress of the research on the prediction of submarine maneuverability based on CFD in the past 20 years are summarized and prospected.Key words: submarine；maneuverability prediction；numerical simulation；CFD0 引 言潜艇操纵性是潜艇重要的综合航行性能之一，对于潜艇迅速占据有利阵地发动攻击，以及攻击后能快速机动撤离战场具有重要的意义，直接体现了潜艇的机动能力和作战能力。
舰船仿真技术发展综述
舰船仿真技术发展综述
康凤举
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2004(024)001
【摘要】概述了我国舰船半实物仿真、分布交互仿真及三维视景仿真研究与应用技术的发展状况,分析了建模与仿真VVA研究、专用仿真工具开发的必要性及研究目标,并对行业仿真技术的发展进行了展望.
【总页数】3页(P9-11)
【作者】康凤举
【作者单位】西北工业大学航海学院,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.舰船仿真技术发展综述 [J], 申喜;魏文轩;王庆红
2.红外场景仿真技术发展综述 [J], 王霞;汪昊;徐超;白廷柱;金伟其
3.通信网络计算机仿真技术发展综述 [J], 徐启建
4.仿真技术发展综述 [J], 张朝阳;张聚恩
5.舰船静电场防护技术发展综述 [J], 张济平; 柳懿; 王向军
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暂态响应 ，如输 电线的短路故 障，在 现实中很难通过认为 制
造 这 样 的 工 况 来 检 测 设 备 的 有 效 性 。 因 此 ，通 过 基 于 数 字 和 模 拟 混 合 的半 实 物 实 时 仿 真 ，来 调 试 和 验 证 监 测 ，控 制 和 保 护 设 备 的 有效 性 具 有 突 出 的 现 实 意 义 。
二 、 半 实 物仿 真 技 术
１ ． 半 实物 仿 真 的 组 成
具有真实性 ；其次半实物仿 真系统中除了用来被试验 的保护
装 置 和 控 制 电路 外 ， 电力 系统 其 他 部 分 都 可 以通 过 建 模 分 析 在 电脑 上 搭 建 数 字 模 型 进 行 仿 真 分析 ，相 比较 物 理 仿 真 节 约 了大 量 的 成 本 ；一 些 系 统 级 的故 障和 暂态 响 应 ，如 输 电线 的
统和设备 的研究单位和制造厂 商 ，开发 了大量基于 先进 的控
制 策 略 自动 化 的 输 配 电和 保 护装 置 。传 统 上 ，在 开 发 阶 段 ， 工 程 师 往 往 通 过 制 作 大 型 发 电 或 用 电设 备 的缩 比样 机 ，来 论 证 和 调 试 控 制 策 略 的有 效 性 。然 而 ，一 方 面 制 作 缩 比样 机 的 成 本 很 高 ， 时 间 较 长 ，对 新 型 号 的适 应 性 差 ，影 响 了 开 发 的 效 率 ，增 大 了 开 发 的 成 本 ；另 一 方 面 ，一 些 系 统 级 的 故 障 和
第１ ３卷 第 ９期
２ ０１ ３芷
中 国
水
运
Ｖｏ１ ．１ ３
Ｎｏ． ９
９月
Ｃ ｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａ ｎｓ ｐｏｒ ｔ
Ｓ ｅｐ ｔｅ ｍｂ ｅｒ
２Ｏ１ ３
舰船 仿真技术发展综 述
申 喜 ，魏 文 轩 ，王 庆 红
（中 国舰 船 研 究设 计 中心 ，湖 北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ４） 摘 要 ：概 述 了我 国舰 船 电力 系 统 半 实 物 仿 真 的研 究 与 应 用 技 术 发 展 的现 状 ，介 绍 了 目前 几 种 常 用 的基 于 舰 船 电力
号 ，而 接 入 实 物 这 一 部 分 的 输 入 信 号 是 模 拟 信 号 ，因 此 需 要 解 决 两者 之 间 的接 口问 题 ；相 比于 数 字 仿 真 ， 半 实 物仿 真 的
● ● ●
半 实物 仿 真 的 特 点 是 ：将 实 物 接 入到 了仿 真 系 统 的 回 路
自然 时间标尺相 同＿ ３ 】 。数字仿真系统 中的输出信号 是数字信
实 验 结 果 更具 有真 实性 。站 在 整 个 系 统 的 角度 来 看 ， 用 实 物
代替将要进行 半实物仿 真的部分 ，意味着可 以在系 统中考察
这 部 分 实 物 ，从 而 可 以在 满 足 系 统 整 体 性 能 指 标 的 环境 中检 验 这 些 部 件 ， 因此 半实 物 仿 真 的 结 果 相 比数 字 仿 真 的结 果 更
时的停 电，也会造成重 大损失 ，甚至可能 发生灾难性 的船毁 人亡 事故 。因此 ，电力 系统供 电的 的可靠性 与连 续性对于船
舶 运 行 和 安全 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。
图１ 半 实 物 仿 真 的 原 理 框 图
２ ． 半 实物 仿 真 的 特 点
制 控 服 何 ｉ ～ 一 一 感 传 理 物 成 生 机 算 髂 氟 一 中 ， 因 此计 必 须 要实 时 运 行 ，也 就 是 说 仿 真 模 型 的 时 间 标 尺 和 为 了船 舶 电力 系 统 的供 电 可 靠 和 连 续 ，很 多船 舶 电气 系
系 统 的 半 实 物 仿 真 技 术 ，并 对 其 优 劣 做 了 比较 ，最 后对 行Байду номын сангаас业 仿 真 技 术 的发 展 进 行 了展 望 。 关 键 词 ： 半 实 物 仿 真 ；仿 真 技 术 ； 电力 系 统
中图分类号：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ９ — ０ ０ ０ １ — ０ ４
短路 故障 ，在现实 中很难通过认为制造这样 的工况来检测设
备 的 有效 性 ，而 通 过 半 实 物 仿 真 可 以 实现 模 拟 这 种 工 况 的发
生。
半实物仿 真在针对 电力 系统仿真 的各种仿 真系统中的置 信度最高 ，具有诸多优点 ，如有效性、可重复性 、经济性、 安全性等 ，受 到相 关部 门的高度重视 ［ １ １ 。半实物仿 真 ，又称 为将硬件接入在仿真 回路 中的仿真 （ Ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｌ ｏ ｏ ｐ
接
和提高 。然而 ，在全船 自动化实现 的同时 ，较低的 电能质量 ， 或是 电气故 障甚至供 电中断将对船舶 的运行 和安全造成重 大
损 失 。例 如 ，对 供 电 可 靠 性 要 求 很 高 的舵 机 设 备 ， 即使 是 短
计 槲 动 模 环
●
口
● Ｊ１●●●●●● ●
一
、
引 言
放 大 器 ，Ａ／ Ｄ、 Ｄ／ Ａ转换 器 等 ） ；３ 、被 测 实 物 （ 保 护 装置 、 控制装置等 ） 。
船舶 犹如一个可移动 的海 上城市 ，它 的许 多设备都需要
使 用 电 能 ， 因此 在 船 上 都 配备 有 由发 电 、配 电和 用 电负 载 所 组 成 的独 立 系 统— — 船 舶 电力 系统 。 随 着 船 舶 的大 型 化 和 自 动 化 程 度 的 不 断 提 高 ，越 来 越 多 的 船 用 设 备 需 要 用 电能 来 驱 动 和 控 制 ，使 船 舶 电力 系统 日趋 复 杂 庞 大 。 近 年 来 ，船 舶 电气 化 的程 度 越 来 越 大 ，特 别 是 全 电力 推 进 和 全 电船 的 出现 ，使 船 舶 性 能 和 运 行 质 量 得 到 很 大 的 改 善