CN111959708A - 一种船舶吃水模拟系统 - Google Patents

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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
    • B63B71/20—Designing vessels; Predicting their performance using towing tanks or model basins for designing

Abstract

本发明涉及船舶测试技术领域，具体公开了一种船舶吃水模拟系统，包括处理模块、数据采集模块、实验模块、配重模块以及云端服务器，所述处理模块与数据采集模块、实验模块、配重模块、云端服务器相互连接；通过数据采集模块对船舶、环境数据进行实时采集，配重模块调整船舶自身重量，模拟船舶负载状态，实验模块对环境进行模拟，模拟不同自然环境，处理模块对各模块的工作进行协调整合，云端服务器与处理模块相互配合，并将数据在存储模块中进行保存；本发明对船模进行实验，模拟船舶负重以及各种自然条件，获取相应的数据，获得船舶在不同条件下的吃水状态，以便生产者进行调整或者给行驶作为参考，有效提高航行的安全性。

Description

一种船舶吃水模拟系统
技术领域
本发明涉及船舶测试技术领域，具体为一种船舶吃水模拟系统。
背景技术
船舶吃水一般指船舶浸在水里的深度，是指船舶的底部至船体与水面相连处的直距离，它间接反应了船舶在行驶过程中所受的浮力；船体的吃水深度越大，表明船船舶体载货的能力越大，且根据船舶设计的不同而不同。吃水的大小不仅取决于船舶和船载所有物品，如货物、压载物、燃料和备件的重量，而且还取决于船舶所处水的密度、航速、风向风速等诸多因素的影响。
船舶吃水对船舶的正常航行具有重要的意义，现有的船舶吃水测试过程较为繁琐，给实际生产带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶吃水模拟系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶吃水模拟系统，包括处理模块、数据采集模块、实验模块、配重模块以及云端服务器，所述处理模块与数据采集模块、实验模块、配重模块、云端服务器相互连接；通过数据采集模块对船舶以及船舶行驶环境数据进行实时采集，配重模块调整船舶自身重量，模拟船舶负载状态；实验模块对环境进行模拟，模拟不同自然环境，处理模块对各模块的工作进行协调整合，云端服务器与处理模块相互配合，获得船舶吃水量，并将数据在存储模块中进行保存。
优选的，所述数据采集模块包括船舶数据采集单元和环境数据采集单元，所述船舶数据采集单元采集数据包括船模缩放比例、船模实时吃水量，所述环境数据采集单元采集数据包括环境风速、实验水池参数。
优选的，所述采集模块接收船舶数据采集单元和环境数据采集单元采集的数据信息，实时反馈到处理模块中。
优选的，所述实验模块设置有环境模拟单元，通过环境模拟单元模拟船舶行驶环境，模拟雨天航行、台风航行的极端天气。
优选的，所述配重模块根据船模与船舶缩放比例对应设置配重块，同时配重模块将配重块的添加重量传递到处理模块中进行存储。
优选的，本发明还提供了一种船舶吃水模拟系统的模拟方法，包括如下步骤，
S1：搭设实验水池，以及构建实验船舶，并将实验船模放入实验水池中；
S2：通过数据采集模块第一次获取数据，并传递到处理模块中，获取初始吃水量；
S3：通过实验模块改变实验环境，通过配重模块改变船舶载重量；
S4：采集模块重新对船舶数据进行采集，并传递到处理模块中，获取最终吃水量；
S5：处理模块建立吃水量与载重、环境的关系模型；
S6：数据传递到云端服务器1中，并在存储模块中加以储存。
优选的，所述步骤S2中，获得船舶吃水量后调整实验水池池深，以保证船舶初始吃水量不超过水池总深度的10％。
优选的，所述步骤S3中，存在三种模式；第一种为只改变实验环境，第二种为只改变船舶载重量，第三种是同时改变实验环境以及船舶载重量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对船舶定比例缩小后的船模进行实验，模拟船舶负重以及各种自然条件，获取相应的数据，能够获得船舶在不同条件下的吃水状态，以便生产者进行调整或者给行驶作为参考，有效提高航行的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标号：1、处理模块；2、数据采集模块；3、实验模块；4、配重模块；5、云端服务器；6、船舶数据采集单元；7、环境数据采集单元；8、存储模块；9、环境模拟单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种船舶吃水模拟系统，包括处理模块1、数据采集模块2、实验模块3、配重模块4以及云端服务器5，所述处理模块1与数据采集模块2、实验模块3、配重模块4、云端服务器5相互连接；通过数据采集模块2对船舶以及船舶行驶环境数据进行实时采集，配重模块4调整船舶自身重量，模拟船舶负载状态；实验模块3对环境进行模拟，模拟不同自然环境，处理模块1对各模块的工作进行协调整合，云端服务器5与处理模块1相互配合，获得船舶吃水量，并将数据在存储模块8中进行保存。
进一步的，所述数据采集模块2包括船舶数据采集单元6和环境数据采集单元7，所述船舶数据采集单元6采集数据包括船模缩放比例、船模实时吃水量，所述环境数据采集单元7采集数据包括环境风速、实验水池参数。
进一步的，所述采集模块2接收船舶数据采集单元6和环境数据采集单元7采集的数据信息，实时反馈到处理模块1中。
进一步的，所述实验模块3设置有环境模拟单元9，通过环境模拟单元9模拟船舶行驶环境，模拟雨天航行、台风航行的极端天气。
进一步的，所述配重模块4根据船模与船舶缩放比例对应设置配重块，同时配重模块4将配重块的添加重量传递到处理模块1中进行存储。
进一步的，本发明还提供了一种船舶吃水模拟系统的模拟方法，包括如下步骤，
S1：搭设实验水池，以及构建实验船舶，并将实验船模放入实验水池中；
S2：通过数据采集模块2第一次获取数据，并传递到处理模块1中，获取初始吃水量；
S3：通过实验模块3改变实验环境，通过配重模块4改变船舶载重量；
S4：采集模块2重新对船舶数据进行采集，并传递到处理模块1中，获取最终吃水量；
S5：处理模块1建立吃水量与载重、环境的关系模型；
S6：数据传递到云端服务器1中，并在存储模块8中加以储存。
进一步的，所述步骤S2中，获得船舶吃水量后调整实验水池池深，以保证船舶初始吃水量不超过水池总深度的10％。
进一步的，所述步骤S3中，存在三种模式；第一种为只改变实验环境，第二种为只改变船舶载重量，第三种是同时改变实验环境以及船舶载重量。
工作原理：数据采集模块2分别通过船舶数据采集单元6和环境数据采集单元7采集船模缩放比例、船模实时吃水量以及环境风速、实验水池参数等数据，以便建立模型关系。配种模块4添加配重块根据船模与船舶缩放比例对应添加，以贴合实际情况。
在具体应用时，先设置好实验水池以及实验船模，并将船模置于实验水池中。利用数据采集模块2第一次获取数据，数据传递到处理模块1中，获取初始吃水量；之后通过实验模块3改变实验环境，通过配重模块4改变船舶载重量，更换变量后，重新利用数据采集模块2第一次获取数据，数据传递到处理模块1中，获取实时吃水量；通过实时吃水量与初始吃水量变化，对应环境、载重的变化，建立吃水量与载重、环境的关系模型，并将数据传递到云端服务器1中，在存储模块8中保存；模型能够作为船舶航行应对天气、载重的参考。
其中保证船舶初始吃水量不超过水池总深度的10％，避免在后续试验过程中，发生船模触底的情况，影响船模结构，以及影响后续试验结果；在实际试验过程中，共有三种试验模式，采集足够的样本，保证后续关系模型建立的准确程度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种船舶吃水模拟系统，其特征在于：包括处理模块(1)、数据采集模块(2)、实验模块(3)、配重模块(4)以及云端服务器(5)，所述处理模块(1)与数据采集模块(2)、实验模块(3)、配重模块(4)、云端服务器(5)相互连接；通过数据采集模块(2)对船舶以及船舶行驶环境数据进行实时采集，配重模块(4)调整船舶自身重量，模拟船舶负载状态；实验模块(3)对环境进行模拟，模拟不同自然环境，处理模块(1)对各模块的工作进行协调整合，云端服务器(5)与处理模块(1)相互配合，获得船舶吃水量，并将数据在存储模块(8)中进行保存。
2.根据权利要求1所述的一种船舶吃水模拟系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)包括船舶数据采集单元(6)和环境数据采集单元(7)，所述船舶数据采集单元(6)采集数据包括船模缩放比例、船模实时吃水量，所述环境数据采集单元(7)采集数据包括环境风速、实验水池参数。
3.根据权利要求2所述的一种船舶吃水模拟系统，其特征在于：所述采集模块(2)接收船舶数据采集单元(6)和环境数据采集单元(7)采集的数据信息，实时反馈到处理模块(1)中。
4.根据权利要求1所述的一种船舶吃水模拟系统，其特征在于：所述实验模块(3)设置有环境模拟单元(9)，通过环境模拟单元(9)模拟船舶行驶环境，模拟雨天航行、台风航行的极端天气。
5.根据权利要求1所述的一种船舶吃水模拟系统，其特征在于：所述配重模块(4)根据船模与船舶缩放比例对应设置配重块，同时配重模块(4)将配重块的添加重量传递到处理模块(1)中进行存储。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种船舶吃水模拟系统的模拟方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：搭设实验水池，以及构建实验船舶，并将实验船模放入实验水池中；
S2：通过数据采集模块(2)第一次获取数据，并传递到处理模块(1)中，获取初始吃水量；
S3：通过实验模块(3)改变实验环境，通过配重模块(4)改变船舶载重量；
S4：采集模块(2)重新对船舶数据进行采集，并传递到处理模块(1)中，获取最终吃水量；
S5：处理模块(1)建立吃水量与载重、环境的关系模型；
S6：数据传递到云端服务器(1)中，并在存储模块(8)中加以储存。
7.根据权利要求6所述的一种船舶吃水模拟系统的模拟方法，其特征在于：所述步骤S2中，获得船舶吃水量后调整实验水池池深，以保证船舶初始吃水量不超过水池总深度的10％。
8.据权利要求6所述的一种船舶吃水模拟系统的模拟方法，其特征在于：所述步骤S3中，存在三种模式；第一种为只改变实验环境，第二种为只改变船舶载重量，第三种是同时改变实验环境以及船舶载重量。
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