CN108595870B - 船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置 - Google Patents

船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置 Download PDF

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CN108595870B CN201810417158.7A CN201810417158A CN108595870B CN 108595870 B CN108595870 B CN 108595870B CN 201810417158 A CN201810417158 A CN 201810417158A CN 108595870 B CN108595870 B CN 108595870B
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Abstract

本发明提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置；其中，该方法包括：根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；该运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据该计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。本发明提高了船舶甲板面运动响应的计算效率，计算成本较低，且计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况，计算结果信息量丰富。

Description

船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置
技术领域
本发明涉及运动响应仿真技术领域，尤其是涉及一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置。
背景技术
船舶在海上航行或作业时，受到波浪扰动的影响，会产生6个自由度的摇荡运动。这种摇荡运动对船上的生活和生产活动会造成不利的影响，剧烈的运动可能会导致船员和旅客晕船，工作效率和舒适性大打折扣，甚至会造成船舶上设备损坏。
因此，在船舶的设计和运营阶段，需要了解和掌握甲板面不同位置受波浪扰动下的运动响应情况，以便在船舶有限的空间范围内进行合理的舱室布置，合理安排生活和生产活动。例如，对于运动敏感型舱室和设备，包括手术室、实验室、起重机等，优先布置在运动响应较小的位置；对于对运动要求不高的舱室，包括储藏室、备品备件间等，可以布置在运动响应较大的地方，以便合理的利用船舶上有限的空间资源，而船舶甲板面运动响应的计算是开展这些工作的前提。
目前，计算船舶甲板面的运动响应，所采用的方法大多是逐点计算若干个关注位置的三个方向的运动响应传递函数，继而预报不同波浪条件下关注位置的运动响应大小，每一个位置的计算都要进行一次复杂的代数运算和积分运算，效率低；仅能获得包含有限个位置点的运动响应列表，信息量少。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置，以提高船舶甲板面运动响应的计算效率，降低计算成本，使计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况。
第一方面，本发明实施例提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真方法，该方法包括：根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该方法还包括：根据运动响应，生成船舶甲板面的运动响应云图。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数的步骤，包括：如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数的步骤，包括：如果当前需要计算纵向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算纵向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA0001649255410000031
Figure BDA0001649255410000032
Figure BDA0001649255410000033
Figure BDA0001649255410000034
Figure BDA0001649255410000035
Figure BDA0001649255410000036
如果当前需要计算横向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算横向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA0001649255410000041
Figure BDA0001649255410000042
Figure BDA0001649255410000043
Figure BDA0001649255410000044
Figure BDA0001649255410000045
Figure BDA0001649255410000046
如果当前需要计算垂向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算垂向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA0001649255410000047
Figure BDA0001649255410000048
Figure BDA0001649255410000049
Figure BDA00016492554100000410
Figure BDA00016492554100000411
Figure BDA00016492554100000412
其中，S(ω)为不规则波浪的谱密度函数；S(ω)根据预设的预报海况，由理论波谱公式计算得到。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤，包括：如果当前需要计算位置点P的纵向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算纵向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA00016492554100000413
如果当前需要计算位置点P的横向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算横向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA00016492554100000414
如果当前需要计算位置点P的垂向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算垂向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA0001649255410000051
其中，(Xp,Yp,Zp)为位置点P相对当前船舶的船舶重心的坐标。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤，包括：判断预设位置的位置点是否全部计算完毕，如果否，继续执行根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤。
第二方面，本发明实施例提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真装置，该装置包括：函数确定模块，用于根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；系数确定模块，用于根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；响应确定模块，用于根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能实施方式，其中，该装置还包括：云图生成模块，用于根据运动响应，生成船舶甲板面的运动响应云图。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能实施方式，其中，函数确定模块，还用于：如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数。
第三方面，本发明实施例提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真实现装置，该装置包括处理器和机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述船舶甲板面的运动响应仿真方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置；根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。该方式提高了船舶甲板面运动响应的计算效率，计算成本较低，且计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况，计算结果信息量丰富。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的船舶横浪时主甲板垂向运动响应云图；
图4为本发明实施例提供的船舶各浪向加权后主甲板垂向运动响应云图；
图5为本发明实施例提供的船舶六自由度运动定义的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真实现装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
船舶在海上航行或作业时，受到波浪扰动的影响，会产生6个自由度的摇荡运动，船舶甲板面上不同位置受该波浪扰动的运动响应大小通常不同。为了合理配置船舶空间，在船舶设计和使用过程中，往往需要掌握整个船舶甲板面不同位置上的三个方向位移、速度和加速度运动响应大小。目前，常采用逐点计算若干个关注位置的三个方向的运动响应传递函数，继而预报不同波浪条件下关注位置的运动响应大小，如果关注位置较多，则逐点计算的方式非常费时费力，并且仅能获得关注位置的运动响应，信息量少，难以直观的了解整个甲板面的运动响应情况。
基于此，本发明实施例提供了一种船舶甲板面的运动响应仿真方法、装置和实现装置；该技术可以应用于计算船舶甲板面的运动响应中，也可以应用于其他刚体的运动响应计算中；该技术可以采用相关的软件或硬件实现，下面通过实施例进行描述。
参见图1所示的一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；该方法包括如下步骤：
步骤S102，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；该运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；
具体地，当前船舶的运动响应传递函数可以根据当前船舶的参数预先计算或试验得到；中间耦合运动响应传递函数的具体形式可以由用户定义，并可以通过运动响应传递函数快速导出；例如，计算预设位置点的垂向运动响应时，该中间耦合运动响应传递函数可以通过6自由度的运动响应传递函数中，垂荡的运动幅值和相位、纵摇的运动幅值和相位、横摇的运动幅值和相位计算获得。
步骤S104，根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；
上述预报海况通常包括浪向、波浪频率等参数；预报海况确定后，即可获得该预报海况下的不规则波浪的谱密度函数，该谱密度函数用于参与到后续计算系数的计算过程中；上述计算系数可以为一个或多个；每个计算系数可以通过运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数中的部分函数运算积分运算获得；同时每个计算函数都需要上述谱密度函数参与计算。例如，对于计算系数A1，可以由船舶重心处垂荡的幅频传递函数的平方和上述谱密度函数积分运算获得。
步骤S106，根据该计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应；
计算系数通常仅与预报海况和当前船舶的参数相关，而与当前船舶的船舶甲板面上具体的位置点无关；因此，当上述预报海况和当前船舶的参数确定后，上述计算系数即可确定；计算系数的确定过程需要通过较为复杂的积分运算，而由计算系统确定各个位置点的运动响应，即可通过较为简单的代数运算即可获得。
由上述分析可知，当上述预报海况和当前船舶的参数确定后，仅需在确定计算系数时执行积分运算，后续无论计算多少个甲板面位置的运动响应，都仅需要进行对应的代数运算即可。
本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真方法，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。该方式提高了船舶甲板面运动响应的计算效率，计算成本较低，且计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况，计算结果信息量丰富。
参见图2所示的另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；该方法在上述图1所示方法基础上实现；该方法包括：
步骤S202，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；
步骤S204，根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；
步骤S206，根据该计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应；
步骤S208，判断预设位置的位置点是否全部计算完毕；如果否，执行步骤S206；如果是，执行步骤S210；
用户可以指定需要进行运动响应计算的位置点，或者设置对船舶甲板面所有的位置点进行运动响应计算；在计算所有的位置点进行运动响应时，可能还需要设置位置点的稀疏程度；可以理解，位置点越密，生成的船舶甲板面的运动响应云图越精确。
由于在计算位置点的运动响应之前，计算系数已经确定，上述步骤S206至步骤S208计算位置点的运动响应时，仅需代数运算即可，所以，即使位置点的数量很大，通常也无需消耗很大的计算成本即可完成。
步骤S210，根据上述运动响应，生成船舶甲板面的运动响应云图。
该运动响应云图可以为彩色的运动响应云图，也可以为灰度的运动响应云图。图3所示为船舶横浪时主甲板垂向运动响应云图；图4所示为船舶各浪向加权后主甲板垂向运动响应云图。对于彩色的运动响应云图，可以用不同的颜色代表不同的运动响应均方根值；例如，色温越高的颜色，代表的运动响应均方根值越高，即该位置点受到波浪扰动的程度越大；通过颜色色温的变化趋势，代表运动响应的变化趋势。
对于灰度的运动响应云图，可以用灰度的深浅代表不同的运动响应均方根值；例如，灰度越深，代表的运动响应均方根值越高，即该位置点受到波浪扰动的程度越大；通过灰度深浅的变化趋势，代表运动响应的变化趋势。
上述该运动响应云图直观明了，还可以便于分析不用位置的运动响应变化趋势，使用方便。
本发明实施例还提供了另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法，该方法在上述图1或图2所示方法基础上实现；该方法以计算位置点的垂向运动响应为例进行说明。
该方法中，上述根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数的步骤，具体可以通过下述方式实现：
如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数。
上述根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数的步骤，具体可以通过下述方式实现：
如果当前需要计算纵向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算纵向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA0001649255410000131
Figure BDA0001649255410000132
Figure BDA0001649255410000133
Figure BDA0001649255410000134
Figure BDA0001649255410000135
Figure BDA0001649255410000136
如果当前需要计算横向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算横向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA0001649255410000137
Figure BDA0001649255410000138
Figure BDA0001649255410000139
Figure BDA00016492554100001310
Figure BDA00016492554100001311
Figure BDA00016492554100001312
如果当前需要计算垂向运动的预报海况的计算系数，按照下述公式计算垂向运动的预报海况的计算系数：
Figure BDA00016492554100001313
Figure BDA00016492554100001314
Figure BDA00016492554100001315
Figure BDA00016492554100001316
Figure BDA00016492554100001317
Figure BDA00016492554100001318
其中，S(ω)为不规则波浪的谱密度函数；S(ω)根据预设的预报海况，由理论波谱公式计算得到。
上述根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤，具体可以通过下述方式实现：
如果当前需要计算位置点P的纵向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算纵向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA0001649255410000141
如果当前需要计算位置点P的横向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算横向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA0001649255410000142
如果当前需要计算位置点P的垂向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算垂向运动的运动响应均方根值：
Figure BDA0001649255410000143
其中，(Xp,Yp,Zp)为位置点P相对当前船舶的船舶重心的坐标。
至此，给定位置点的纵向运动、横向运动和垂向运动响应均可通过计算位置点P的对应的运动响应均方根值的公式进行简单的代数运算获得，其中系数A1～A6与计算位置点的坐标无关，可事先进行计算。在进行甲板面运动响应计算时，效率大大提高。
上述船舶甲板面的运动响应仿真方法中的公式，具体推导过程描述如下：
根据船舶运动响应的预报原理，船体假设为刚体，则船上任意一点的三向运动(位移、速度和加速度)可由船体的六自由度运动推导出。图5所示为船舶六自由度运动定义的示意图；
坐标原点位于船舶重心出，各自由度运动的定义为：
纵荡x(t)：沿x轴的往复线运动，向艏为正；
横荡y(t)：沿y轴的往复线运动，向左舷为正；
垂荡z(t)：沿z轴的往复线运动，向上为正；
横摇φ(t)：绕过重心x轴的往复角运动，右手大拇指朝x正向，四指绕向为正；
纵摇θ(t)：绕过重心y轴的往复角运动，右手大拇指朝y正向，四指绕向为正；
首摇ψ(t)：绕过重心z轴的往复角运动，右手大拇指朝z正向，四指绕向为正。
根据船舶运动响应预报原理，假设某浪向下，波浪频率为ω的单位波幅波浪作用下的船舶重心六自由度运动可分别表示为：
x(t)＝xa cos(ωt+εx)
y(t)＝ya cos(ωt+εy)
z(t)＝za cos(ωt+εz)
φ(t)＝φa cos(ωt+εφ)
θ(t)＝θa cos(ωt+εθ)
ψ(t)＝ψacos(ωt+εψ) (1)
其中，以纵荡x(t)为例进行说明，xa,εx分别为船舶在波浪频率ω，单位波幅作用下的纵荡运动幅值和相位，可分别由事先计算或试验得到的运动响应幅频和相频传递函数获得。
设需要计算的甲板面位置点P相对船舶重心的三个坐标分量为(Xp,Yp,Zp)，以P点的垂向运动(也可以称为垂向位移运动)为例，根据刚体运动定律，刚体上任意一点的运动可以由刚体重心处的六自由度运动给出，则：
zp(t)＝z(t)-Xp·sinθ(t)+Yp·sinφ(t) (2)
其中，zp(t)为P点的垂向位移，z(t),θ(t),φ(t)分别为船舶重心处的垂荡、纵摇和横摇运动，Xp,Yp为P点的坐标分量，为了表述方便，下面将时间变量t省略。
将公式(1)式带入，并根据船舶小角度运动假设，即sinθ≈θ，sinφ≈φ，经过整理可得：
zp＝zacos(ωt+εz)-Xp·θacos(ωt+εθ)+Yp·φacos(ωt+εφ)
＝(zacosεz-Xp·θacosεθ+Yp·φacosεφ)cos(ωt)-
(zasinεz-Xp·θasinεθ+Yp·φasinεφ)sin(ωt) (3)
定义：
b1＝zacosεz-Xp·θacosεθ+Yp·φacosεφ
b2＝zasinεz-Xp·θasinεθ+Yp·φasinεφ (4)
则：
zp＝b1cos(ωt)-b2sin(ωt)＝zp-acos(ωt+εzp) (5)
其中：
Figure BDA0001649255410000161
Figure BDA0001649255410000162
zp-a,εzp即为P点在运动频率ω下的幅频和相频响应，以此类推可获得其他频率的响应值，即可得到运动响应传递函数，其中幅频响应传递函数记做zp-a(ω)。根据运动响应预报，计算海况给定后，可得到不规则波浪的谱密度函数S(ω)，根据不规则波中运动响应预报原理，可获得运动响应的均方根值RMS(zp-a)：
Figure BDA0001649255410000163
为了表述方便，将传递函数中的ω变量省略，具体如下：
Figure BDA0001649255410000164
将公式(4)带入，并整理得到：
Figure BDA0001649255410000171
其中，zp-a,za,θa,φa,εz,εθ,εφ均为频率ω的函数。将公式(10)代入式(8)得：
Figure BDA0001649255410000172
定义：
Figure BDA0001649255410000173
上式中，za(ω),θa(ω),φa(ω)为船舶重心处垂荡、纵摇和横摇的幅频传递函数，Rz-θ(ω),Rz-φ(ω),Rθ-φ(ω)定义为中间耦合运动传递函数，可有船舶6自由度运动响应传递函数快速导出，如下所示：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω)) (13)
则根据式(11)和(12)，计算位置P点的垂向运动响应均方根值为：
Figure BDA0001649255410000181
图6所示为另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；该方法采用上述公式(1)～(8)的甲板面运动响应计算方法，该方法的步骤如下所示：
步骤S602，确定给定计算点的位置坐标；
步骤S604，确定预报海况；
步骤S606，计算给定位置的运动响应传递函数；该步骤通常需要较为复杂的代数运算；
步骤S608，计算给定位置的运动响应；该步骤需要较为复杂的数值积分运算；
步骤S610，判断预设位置的位置点是否全部计算完毕；如果否，执行步骤S602；如果是，执行步骤S612；
步骤S612，生成运动响应列表；该列表中包括各个位置的运动响应参数，例如，各向运动响应的均方根值。
由上述可见，每一个位置的运动响应的计算，都需要进行复杂的代数运算和积分运算，效率低，计算成本较高；同时，仅能获得运动响应列表，信息量少，不能直观反映整个甲板面的运动情况以及不同位置间的关系，计算结果使用不便；在进行多方案、多甲板面大量计算时，上述方式计算效率急剧降低，计算成本很高。
图7所示为另一种船舶甲板面的运动响应仿真方法的流程图；该方法采用上述公式(12)～(14)的甲板面运动响应计算方法，该方法的步骤如下所示：
步骤S702，根据船舶6自由度的运动响应传递函数计算中间耦合运动传递函数；如上述公式(13)所示；
步骤S704，根据船舶6自由度运动响应传递函数和中间传递函数，结合预报海况计算系数A1～A6；如上述公式(12)所示；
步骤S706，给定计算点P位置坐标；
步骤S708，预报位置点P的运动响应，如上述公式(14)所示；该步骤仅需要简单的代数运算即可完成；
步骤S710，判断预设位置的位置点是否全部计算完毕；如果否，执行步骤S706；如果是，执行步骤S712；
步骤S712，生成船舶甲板面的运动响应云图。
上述船舶甲板面的运动响应仿真方法，仅需要根据船舶6自由度的运动响应传递函数，计算得到中间耦合运动传递函数以及预报海况下的响应值，便可通过简单的代数运算快速的获得甲板面上任何一个位置的运动响应值，计算效率较现有方法大大提高，当计算点较多时尤甚。此外，通过彩色云图来表示甲板面不同位置的运动响应大小，直观明了，信息量大，更加有助于船舶设计、空间利用和运营决策。
对应于上述方法实施例，参见图8所示的一种船舶甲板面的运动响应仿真装置的结构示意图；该装置包括：
函数确定模块80，用于根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；运动响应传递函数根据当前船舶的参数获得；
系数确定模块81，用于根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；
响应确定模块82，用于根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。
上述装置还包括：云图生成模块，用于根据运动响应，生成船舶甲板面的运动响应云图。
上述函数确定模块，还用于：
如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数。
本发明实施例提供的一种船舶甲板面的运动响应仿真装置，根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；根据预设的预报海况、运动响应传递函数和中间耦合运动响应传递函数，确定预报海况的计算系数；根据计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。该方式提高了船舶甲板面运动响应的计算效率，计算成本较低，且计算结果可以全面地反映整个甲板面的运动情况，计算结果信息量丰富。
上述船舶甲板面的运动响应仿真方法和装置，提出了一种高效的船舶甲板面运动响应计算和表示方法，计算效率高，计算结果信息量大，直观明了，使用方便，大量计算也几乎不会增加计算成本，具体具有以下技术优点：
1.从运动响应预报的原理出发，对预报方法进行了创新，能避免对计算位置逐个进行运动响应传递函数的计算和运动响应预报；
2.提出了中间耦合运动传递函数的概念，将复杂的代数运算和积分运算进行预处理，避免在给定甲板位置运动响应预报时进行复杂的代数和积分运算，提高计算效率；
3.在中间耦合运动传递函数的基础上，仅需进行非常简单的代数运算，即可获得给定位置的运动响应，大量计算，也几乎不增加计算成本；
4.采用彩色云图的方式来表示甲板面不同位置的运动响应，不同颜色表示不同的运动响应大小，直观明了，并且便于分析不同位置的运动响应变化趋势，使用方便。
参见图9所示的一种船舶甲板面的运动响应仿真实现装置的结构示意图；该实现装置包括存储器100和处理器101；其中，存储器100用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述船舶甲板面的运动响应仿真方法，该方法可以包括以上方法中的一种或多种。
进一步，图9所示的实现装置还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。
其中，存储器100可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施方式中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100，处理器101读取存储器100中的信息，结合其硬件完成前述实施方式的方法的步骤。
进一步，本发明实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述船舶甲板面的运动响应仿真方法，该方法可以包括以上方法中的一种或多种。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施方式，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种船舶甲板面的运动响应仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；所述当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数根据所述当前船舶的参数获得；如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数；
根据预设的预报海况、所述当前船舶重心处六自由度运动响应传递函数和所述中间耦合运动响应传递函数，确定所述预报海况的计算系数；
如果当前需要计算纵向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述纵向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000021
Figure FDA0003515632850000022
Figure FDA0003515632850000023
A4＝∫Rx-θ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Rx-ψ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rθ-ψ(ω)·S(ω)·dω；
如果当前需要计算横向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述横向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000024
Figure FDA0003515632850000025
Figure FDA0003515632850000026
A4＝∫Ry-φ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Ry-ψ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rφ-ψ(ω)·S(ω)·dω；
如果当前需要计算垂向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述垂向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000031
Figure FDA0003515632850000032
Figure FDA0003515632850000033
A4＝∫Rz-θ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Rz-φ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rθ-φ(ω)·S(ω)·dω；
其中，所述S(ω)为不规则波浪的谱密度函数；所述S(ω)根据预设的预报海况，由理论波谱公式计算得到；ω为波浪频率；
如果当前需要计算位置点P的纵向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述纵向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000034
如果当前需要计算位置点P的横向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述横向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000035
如果当前需要计算位置点P的垂向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述垂向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000036
其中，(Xp,Yp,Zp)为位置点P相对所述当前船舶的船舶重心的坐标；
根据所述计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述运动响应，生成所述船舶甲板面的运动响应云图。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤，包括：
判断预设位置的位置点是否全部计算完毕，如果否，继续执行根据所述计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应的步骤。
4.一种船舶甲板面的运动响应仿真装置，其特征在于，该装置包括：
函数确定模块，用于根据当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数，确定中间耦合运动响应传递函数；所述当前船舶重心处六自由度的运动响应传递函数根据所述当前船舶的参数获得；
如果当前需要计算纵向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述纵向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rx-θ(ω)＝xa(ω)·θa(ω)·cos(εx(ω)-εθ(ω))
Rx-ψ(ω)＝xa(ω)·ψa(ω)·cos(εx(ω)-εψ(ω))
Rθ-ψ(ω)＝θa(ω)·ψa(ω)·cos(εθ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算横向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述横向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Ry-φ(ω)＝ya(ω)·φa(ω)·cos(εy(ω)-εφ(ω))
Ry-ψ(ω)＝ya(ω)·ψa(ω)·cos(εy(ω)-εψ(ω))
Rφ-ψ(ω)＝φa(ω)·ψa(ω)·cos(εφ(ω)-εψ(ω))；
如果当前需要计算垂向运动的中间耦合运动响应传递函数，按照下述公式计算所述垂向运动的中间耦合运动响应传递函数：
Rz-θ(ω)＝za(ω)·θa(ω)·cos(εz(ω)-εθ(ω))
Rz-φ(ω)＝za(ω)·φa(ω)·cos(εz(ω)-εφ(ω))
Rθ-φ(ω)＝θa(ω)·φa(ω)·cos(εθ(ω)-εφ(ω))；
其中，xa(ω)为船舶重心处纵荡的幅频传递函数；ya(ω)为船舶重心处横荡的幅频传递函数；za(ω)为船舶重心处垂荡的幅频传递函数；θa(ω)为船舶重心处纵摇的幅频传递函数；φa(ω)为船舶重心处横摇的幅频传递函数；ψa(ω)为船舶重心处首摇的幅频传递函数；εx(ω)为船舶重心处纵荡的相频传递函数；εy(ω)为船舶重心处横荡的相频传递函数；εz(ω)为船舶重心处垂荡的相频传递函数；εθ(ω)为船舶重心处纵摇的相频传递函数；εφ(ω)为船舶重心处横摇的相频传递函数；εψ(ω)为船舶重心处首摇的相频传递函数；
系数确定模块，用于根据预设的预报海况、所述当前船舶重心处六自由度运动响应传递函数和所述中间耦合运动响应传递函数，确定所述预报海况的计算系数；
如果当前需要计算纵向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述纵向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000051
Figure FDA0003515632850000052
Figure FDA0003515632850000053
A4＝∫Rx-θ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Rx-ψ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rθ-ψ(ω)·S(ω)·dω；
如果当前需要计算横向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述横向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000054
Figure FDA0003515632850000055
Figure FDA0003515632850000056
A4＝∫Ry-φ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Ry-ψ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rφ-ψ(ω)·S(ω)·dω；
如果当前需要计算垂向运动的所述预报海况的计算系数，按照下述公式计算所述垂向运动的所述预报海况的计算系数：
Figure FDA0003515632850000061
Figure FDA0003515632850000062
Figure FDA0003515632850000063
A4＝∫Rz-θ(ω)·S(ω)·dω
A5＝∫Rz-φ(ω)·S(ω)·dω
A6＝∫Rθ-φ(ω)·S(ω)·dω；
其中，所述S(ω)为不规则波浪的谱密度函数；所述S(ω)根据预设的预报海况，由理论波谱公式计算得到；ω为波浪频率；
响应确定模块，用于如果当前需要计算位置点P的纵向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述纵向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000064
如果当前需要计算位置点P的横向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述横向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000065
如果当前需要计算位置点P的垂向运动的运动响应均方根值，按照下述公式计算所述垂向运动的运动响应均方根值：
Figure FDA0003515632850000066
其中，(Xp,Yp,Zp)为位置点P相对所述当前船舶的船舶重心的坐标；
根据所述计算系数，确定船舶甲板面预设位置的运动响应。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
云图生成模块，用于根据所述运动响应，生成所述船舶甲板面的运动响应云图。
6.一种船舶甲板面的运动响应仿真实现装置，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1至3任一项所述的方法。
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