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山区河流通航环境建模及可视化研究
| 论文题名： | 山区河流通航环境建模及可视化研究 |
| 关键词： | 山区河流;通航环境;河道建模;船舶操纵;浅水效应;岸壁效应 |
| 摘要： | 基于当前内河山区航道迅速发展和山区航道地形、水文条件复杂的特点，部分内河山区航道变得越发拥挤，船舶在山区天然航道航行时受力极度不均衡、阻力增大、操纵难度增加，同时浅水效应及岸壁效应对船舶在山区河道航行时造成恶劣影响，导致通航安全受到更多因素的影响。故本文对典型山区河道及其岸边建筑物、岸边地貌景观等进行三维视景库制作，船舶运动可视化以及船舶操纵运动可视化，并依托平面二维水流数学模型，结合浅水效应和岸壁效应，对山区河道进行船舶操纵数值模拟、仿真及可视化等相关研究，主要研究内容如下: (1)通过对AutoCAD Civil3D、3d Max Design、Arcgis以及osgearth等三维制作软件的分析，利用其优势，建立山区河道三维模型，以及把二维流场等速面可视化作为山区河流通航环境建模及可视化研究的环境基础。 (2)结合三维河道模型与二维水流数学模型，建立船舶操纵运动数学模型，为船舶在实际山区航道操纵运动的研究提供精确的二维流场相关信息，并考虑浅水效应及岸壁效应，能够适用于山区航道进行船舶操纵运动的实时仿真模拟，为船舶操纵运动提供有效的操纵参数，同时为建立船舶操纵运动数学模型提供专业性数据。 (3)以浅水域船舶操纵运动数学模型为基础，并结合山区航道环境中船舶航行仿真及可视化，运用Fortran语言对船舶航行时考虑浅水效应进行计算程序编写，并搭建船舶操纵运动仿真平台，依托澜沧江中曼丙滩河段，在Q=1635m3/s流量下的二维流场及周边环境，考虑浅水或深水条件的影响，并融合二维流场的三维环境下研究河段可视化，综合分析船舶运动时相关参数，探究在山区航道三维环境下浅水效应对船舶操纵运动的影响。 (4)基于澜沧江中曼丙滩河道环境建模及二维流场可视化，综合考虑浅水、岸壁效应对船舶航行的影响，运用Fortran语言对考虑岸壁效应进行船舶操纵运动仿真，通过分析输出的船舶运动相关参数，研究深水条件下岸壁效应、浅水条件下岸壁效应对船舶在山区河道航行的影响。 |
| 作者： | 黄伟 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 童思陈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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