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船用汽轮机虚拟现实仿真系统的研究
| 论文题名： | 船用汽轮机虚拟现实仿真系统的研究 |
| 关键词： | 船用汽轮机;Simulink软件;XNA平台;虚拟现实仿真;LNG运输船舶;数学模型 |
| 摘要： | 汽轮机作为船舶动力的历史由来已久，其具有功率大、造价低、制造以及运营的经验丰富等优点，从上世纪六十年代开始就作为第一代LNG运输船舶的主动力装置，当前的蒸汽轮机装置主要应用在LNG运输船上。近年来，LNG需求量的增加将对我国LNG运输船舶的发展产生重大的促进作用，为了保证船舶营运的安全，加强轮机管理人员的操作与管理技能的培训则显得尤为重要。通过开发效果更好、使用维护更加方便的轮机模拟器系统来对轮机员进行培训，使其获得更加真实、逼真的培训效果，这也是当今航海类院校的研究热点之一。 本文以我国沪东中华造船厂承建的首艘LNG运输船“大鹏月”轮的船用汽轮机为研究对象，通过建立该汽轮机的数学模型并对其进行仿真分析，然后利用虚拟现实技术进行船用汽轮机虚拟仿真系统的开发。文中首先分析介绍了船用汽轮机的结构组成以及工作原理;然后将汽轮机划分模块分别对调节级、非调节级以及连通管等建立数学模型，并将各部分组合之后分别完成高压透平、低压透平以及倒车透平的数学模型;在已建立的数学模型基础上通过Matlab仿真软件中的Simulink组件对汽轮机各部分的模型进行仿真分析，使之能够满足公约的要求。 在获得满足要求的数学模型之后，利用3ds Max三维建模软件建立汽轮机的三维模型并构建虚拟场景，然后对其进行添加贴图及渲染优化处理，获得满意的三维模型之后将其导出为.X文件;然后将.X文件导入到XNA三维引擎中实现汽轮机系统的虚拟漫游与虚拟操作，利用C＃编程语言进行程序编写，将所建的数学模型与汽轮机的三维模型相结合，从而完成汽轮机虚拟现实仿真系统的实现并为三维模拟器与二维模拟器的交互开发做了一定的铺垫。 本文的研究结果实现了三维模拟器中汽轮机运行参数的动态显示，对于虚拟现实在今后三维LNG轮机模拟器的成功开发提供一定的参考及借鉴意义。 |
| 作者： | 刘文朝 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张均东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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