详情

原文传递船舶撞击桥墩的灾难三维仿真

论文题名：	船舶撞击桥墩的灾难三维仿真
关键词：	桥墩;船舶撞击灾难;三维仿真;碰撞检测;动态八叉树算法;ROAM算法
摘要：	随着我国国力的逐年增强和经济的不断发展，对桥梁的需求和投资越来越大，据不完全统计，中国现有各类桥梁约五十万座，每年开工建设的桥梁约为一万余座，因此，船撞桥问题也越来越受到关注，而桥梁是否能承受住船舶撞击而不致损毁倒塌引发灾难性后果，是每座桥梁开工建设前都必须研究计算的问题。因此，通过对船舶撞击桥墩这一过程的分析研究，分析桥墩在受撞击后可能出现的各种状态变化，以及船舶本身的状态改变，利用计算机三维图像技术将整个船桥碰撞的灾难三维场景比较真实的模拟出来，对我国桥梁的建设发展具有重大意义，同时，对发生船桥相撞事故的处理方法也有重大启示。在这一现实背景下，本文着重研究了船桥相撞的仿真系统。在系统中，本文主要研究解决仿真系统中的两个关键问题：碰撞检测问题和可视化中的渲染问题。首先，对于碰撞检测问题，先总结性介绍了现有的各种碰撞检测算法，分析算法的适用范围和各方面性能，然后在此基础上，提出并阐述了结合平面碰撞检测算法的动态八叉树算法，这一算法相比于传统碰撞检测算法的计算规模大，计算复杂，空间占用大等缺点，有了很好的改进。其次，对可视化技术中的实时渲染问题，充分运用现今运用广泛，研究深入的LOD层次细节技术。ROAM算法是基于规则网格的LOD算法，随着场景规模的扩大，场景中三角面片数量比较大时，其运算耗时，算法效率低下的缺点十分突出，因此，文中提出的自适应多分辨率改进型ROAM算法，根据视点相关性，运用分块的方法来实现ROAM算法，从一定程度上改进了传统的ROAM算法，提高了算法效率，增强了算法的有效性和实时性。最后，在整个仿真系统的设计和实现过程中，将多视角动态八叉树算法和自适应多分辨率算法运用其中，其良好的运行也证明了算法的有效性；另外，由于仿真系统还涉及碰撞响应的问题，这方面的问题运用工程力学模型中广泛运用的有限元方法模型，并结合其完善的软件工具，很好的得到解决。
作者：	汤智勇
专业：	计算机应用技术
导师：	邹承明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文