Методология анализа и прогноза мореходных качеств судов на основе высокопроизводительных компьютерных технологий

• Автор: Дегтярев, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.08.01, 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 450 с. : ил.

Содержание

Основные обозначения и сокращения.

Введение
Глава 1. Современные компьютерные технологии в задачах исследования мореходных качеств судов.

1.1 Особенности задач динамики судов на волнении, подходы и методы

их решения

1.2 Аналитический обзор.

1.3 Концепция и подход

1.4 Постановка задачи.

1.5 Цель работы. Ее построение и основное содержание

Глава 2. Методы н модели анализа и прогноза динамики встроволновых возмущений

2.1 Математическая формулировка задачи
2.2 Математическая модель трехмерного нерегулярного волнового поля
на участке квазистационарности
2.3 Математическое моделирование сценариев волновой погоды.
2.4 Прогнозирование экстремальных внешних возмущений.
2.5 Программный комплекс генерации ветроволиовых возмущений
Глава 3. Методы и модели анализа и прогноза динамики взаимодействия
судна с внешней средой
3.1 Математическая формулировка задачи.
3.2 Математические модели анализа динамики взаимодействия судна
с внешней средой.
3.3 Математические модели прогноза поведения неповрежденного судна под воздействием случайных возмущений
3.4 Математические модели прогноза поведения поврежденного судна под воздействием случайных возмущений
3.5 Оценка адекватности математических моделей.
3.6 Вычислительный комплекс моделирования динамики взаимодействия
судна с внешней средой.
Глава 4 Практические приложения методов анализа и прогноза мореходных качеств судов в задачах исследовательского проектирования и бортовых компьютерных системах
4.1 Особенности существенно нелинейной бортовой качки судна на нерегулярном волнении
4.2 Устойчивость параметрических колебаний на нерегулярном волнении
4.3 Динамика поврежденного судна при различных сценариях
развития аварии
4.4 Особенности нелинейной вертикальной качки ПА на асимметричном нерегулярном волнении
4.5 Качественное моделирование качки поврежденного судна.
4.6 Определение зон для безопасных операций в условиях
нерегулярного волнения.
Глава 5. Практическая реализация бортовых компьютерных систем анализа и прогноза мореходных качеств судов.
5.1 Методологические основы создания компьютерных систем управления и обучения.
5.2 Критериальный базис
5.3 Системы обеспечения мореходных качеств судов.
5.4 Планирование эксперимента
5.5 Использование высокопроизводительных компьютерных технологий при организации бортовых вычислительных систем
аппаратное обеспечение.
5.6 Использование высокопроизводительных компьютерных технологий при организации бортовых вычислительных систем
программное обеспечение
Заключение
Литература


Разработанная на основе такого подхода модель БЗ представляет множество взаимосвязанных каналами передачи данных и логическими схемами программных объектов, имитирующих динамику поведения судна как сложной системы. Процесс имитации в реальном времени поддерживается управляющей компонентой, координирующей последовательность обработки модельных и временных событий. При необходимости моделирования сложных непрерывных процессов дополнительно используется система имитационного моделирования, а интеграция знаний осуществляется на основе специально разработанных интерфейсов. Цель работы. Задачей исследования является разработка методов и моделей обработки информации при реализации высокопроизводительных вычислительных технологий анализа и прогноза мореходных качеств судов с целью обеспечения функционирования БВК и решения задач исследовательского проектирования. Структура решаемых задач представлена на рис. Рис. В процессе исследования рассматриваются динамические ситуации, связанные с изменением мореходных качеств судов в различных условиях эксплуатации. Основное внимание уделяется анализу и прогнозу экстремальных ситуаций при взаимодействии судна с внешней средой при различном уровне внешних возмущений на базе методов имитационного моделирования и высокопроизводительных вычислительных средств. Актуальность исследований в данной области подтверждена выполнением научных грантов Российского Фонда фундаментальных исследований (РФФИ, проекты №7, №9, №0), гранта INTAS (Open №6), фантов Министерства образования в области кибернетики и информатики (, , годы), "Университеты России" ( год), индивидуального гранта Министерства образования для посещения зарубежного научного центра ( г. Голландского научного фонда на предоставление суперкомпьютерного ресурса (NSF-), гранта DAAD (Германия) - г. СПбГМТУ для докторантов (- гг. Королевского научного общества Норвегии ( г. Работа отмечена дипломом Четвертой Международной конференции и выставки по морским интеллектуальным технологиям в г. НТО судостроительной промышленности им. А.Н. Крылова в г. WEGEMT в г. Современные достижения в области мореходных качеств судов базируются на фундаментальных трудах отечественных ученых Д. М.Ананьсва, А. Ш.Афрсмова, А. М.Басина, С. Н.Благовещенского, Р. В.Борисова, И. К.Бородая, Я. И.Войткунского, А. И. Вознесенского, В. Г.Власова, В. В.Гарькавого, А. Д.Гофмана, ЮЛ. Воробьева, А. В.Герасимова, А. Н.Крылова, В. Б.Липиса, В. В.Луговского, В. Н.П. Муру, В. А.Нскрасова, Ю. И.Нечаева, Н. Н.Рахманина, Ю. К.В. Рождественского, Н. Б.Севастьянова, В. Г.Сизова, Г. А.Фирсова, А. Н.Холодилина, А. Н.Шмырева, зарубежных ученых Д. Вассалоса, К. Вснделя, Дж. Воссерса, О. Грима, Я. Ката, С. Кастнера, Л. Кобылинского, Дж. Паулинга, М. Ренильдсона, К. Сиироу, Н. Умеда, А. Франческутто, а также океанологов И. И.Давидаиа, Л. И.Лонатухина, В. А.Рожкова, И. В.Лавренова, К. Хассельмана, Х. Крогстада, М. Асанасулиса и др. Приложению задач мореходности в исследовательском проектировании способствовали работы В. В.Ашика, А. В.Бронникова, ИЛ I. Мирошниченко, И. Г.Захарова, Л. М.Ногида, В. М.Пашина, П. А.Шауба, а также генеральных конструкторов кораблей и судов. Большое значение для развития компьютерных технологий при анализе и прогнозе мореходных качеств судов имеют исследования в области создания бортовых систем поддержки принятия решений и высокопроизводительных средств вычислений. Объектом исследования являются динамические ситуации, связанные с изменением мореходных качеств судов в различных условиях эксплуатации. Основное внимание уделяется анализу и прогнозу экстремальных ситуаций при взаимодействии судна с внешней средой при различном уровне внешних возмущений. Цель и задачи исследования. Задачей исследования является разработка методов и моделей обработки информации при реализации вычислительных технологий анализа и прогноза мореходных качеств судов с целью обеспечения функционирования бортовых комплексов реального времени и решения задач исследовательского проектирования. Методологические основы н источники исследования.