绞吸式挖泥船小型疏浚仿真器的设计
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摘要
机械清淤疏浚是解决江河湖泊泥沙淤积问题行之有效的工程措施之一。绞吸式挖泥船具有连续挖掘和输送泥浆的特点，因而具有广泛的实用性和较高的经济性。生产实践中，水下土质的差异及河床形态的多变，使得疏浚工况和疏浚作业比较复杂，再加上大型疏浚设备十分昂贵，从而客观上要求船员事先应通过岗位培训，了解疏浚过程，熟悉疏浚设备的基本特性，为正确操控疏浚设备，实现安全高效疏浚，提供技术保证。
本文针对疏浚技术培训与科学研究的需要，应用计算机技术和图形技术，对绞吸式挖泥船小型疏浚仿真器的功能、系统组成、数据流程以及疏浚数学模型等方面进行了探索，设计了小型疏浚仿真器，本文工作对于开展疏浚技术岗位培训，用仿真手段研究疏浚过程动态特性是有帮助的。
Mechanical dredging is one of the effective engineering measures to solve problems caused by sand deposited in rivers and lakes. Because a cutter suction dredger can continuously excavate and transport the dredged material, it has extensive adaptability and good economy. In practice, because of the differences in soil property and irregular riverbed, dredging processes are usually complicated. In addition, dredger operators are required to understand dredging processes and to be familiar with the basic characteristics of the dredging equipment through specific training in order to control the dredging equipment correctly.
For dredging staff training and study of dredging technology, the function, system structure, data flow and the mathematical model of dredging processes, etc, of a small cutter-suction-dredger simulator are discussed based on the application of computer technology and computer graphics in this thesis. The small cutter-suction-dredger simulator will play an important role in dredging staff training, and offer means for the research of the dredging dynamic characteristics.
本文针对疏浚技术培训与科学研究的需要，应用计算机技术和图形技术，对绞吸式挖泥船小型疏浚仿真器的功能、系统组成、数据流程以及疏浚数学模型等方面进行了探索，设计了小型疏浚仿真器，本文工作对于开展疏浚技术岗位培训，用仿真手段研究疏浚过程动态特性是有帮助的。
Mechanical dredging is one of the effective engineering measures to solve problems caused by sand deposited in rivers and lakes. Because a cutter suction dredger can continuously excavate and transport the dredged material, it has extensive adaptability and good economy. In practice, because of the differences in soil property and irregular riverbed, dredging processes are usually complicated. In addition, dredger operators are required to understand dredging processes and to be familiar with the basic characteristics of the dredging equipment through specific training in order to control the dredging equipment correctly.
For dredging staff training and study of dredging technology, the function, system structure, data flow and the mathematical model of dredging processes, etc, of a small cutter-suction-dredger simulator are discussed based on the application of computer technology and computer graphics in this thesis. The small cutter-suction-dredger simulator will play an important role in dredging staff training, and offer means for the research of the dredging dynamic characteristics.
引文
[1] 何江华．计算机仿真导论．北京：科学出版社，2001．8
[2] 廖瑛，梁加红等．实时仿真理论与支撑技术．国防科技大学出板社，2002．3
[3] 肖田元，张燕云，陈加栋．系统仿真导论．北京：清华大学出版社，2000．2
[4] 吴期迪，系统仿真与虚拟现实。北京：化学工业出版社，2002．6
[5] 刘藻珍，魏华梁，系统仿真．北京：北京理工大学出版社，1998．11
[6] 吴重光，仿真技术．北京：化学工业出版社，2000．4
[7] 吴家铸，党岗．视景仿真技术应用．西安：西安电子科技大学出版社，2001．5
[8] 汪瑞芳，陈东义．连续系统仿真应用技术．重庆：重庆大学出版社，1991．9
[9] 世界疏浚协会联合会．DPC疏浚与港口建设(中文版)，2003．10
[10] IHC Training Simulator for Cutter Suction Dredgers. Source:P&D nr. 135 from www.ocp. tudelft, nl/dredging/miederma, htm
[11] 荷兰IHC公司中国服务中心．模拟器支持下的绞吸式挖泥船培训系统—IHC公司技术规程CDSIM4，疏浚与吹填，Vol．38，No．1，2000．
[12] 张翔．绞吸式挖泥船疏浚作业过程的建模与仿真．武汉理工大学，[学位论文]，2002．7
[13] 疏天津航道局．浚技术发展动向及对策．水运工程，No．2，1996
[14] 上海航道局．疏浚技术培训教材．2000
[15] 天津航道局．疏浚技术，1998
[16] 中国水利学会机械疏浚专委会．绞吸式挖泥船施工，1997
[17] 丁宏锴，倪福生．绞吸式挖泥船疏浚动态特性与仿真系统设计．河海大学学报(自然科学版)，Vol．30，No．6，2002．
[18] 王伯勇，倪福生．绞吸式挖泥船小型疏浚仿真器设计初探．江苏船舶，Vol．20，No．3，2003．
[19] 张天存．水利水电机械疏浚工程综述．水力发电学报，1995．3
[20] 吴小富．绞吸式挖泥船泥泵和柴油机性能匹配探讨．船舶设计通讯，NO．1，1997．3
[21] 刘晓叙，陈敏，符纯华．系列柴油机发电机组转动惯量配置研究．机械工业出版社，2000．3
[22] 重庆大学，郭立君．泵与风机．北京：水利电力出版社，1986．12
[23] 张兴荣．管道水力输送．北京：中国水利水电出版社，1998．5
[24] 武汉水利电力学院．水力学．北京：高等教育出版社，1979．7
[25] 钱宁，万兆惠．泥沙运动力学．北京：科学出版社，1983．6
[26] 胡翼元，强耀明．利用计算机计算绞吸式挖泥船施工工况．天津航道局
[27] 白晓宁，胡寿根．浆体管道的阻力特性及其影响因素分析．流体机械，Vol．28，No．11，2000．
[28] 陈广文．浆体管道输送流型特性及其阻力损失分析．有色金属，Vol．46，No．11，19914．
[29] 倪晋仁，王光谦等．固液两相流的基本理论及其最新应用．北京：科学出版社，1991．22
[30] 邱跃琴．浆体管道输送中两种阻力损失计算方法的分析．贵州工业大学学报，Vol．5，No．5，1999．
[31] 李培芳等．水煤浆管道输送特性的研究．水力采煤与管道运输，No．3，1991
[32] 费祥俊．高浓度煤浆管道运输问题．水力采煤与管道运输，No．4，1995
[33] Fusheng Ni(倪福生) , Matousek V. Flow of aqueous mixture of sand composed of fractions of different particle size, Proceedings of the 14~(th) International Conference on
Slurry Handling and Pipeline Transport, BHRA, Maastricht, The Netherlands, September 8-10, 1999
[34] 倪福生，徐立群，A.Zwortbol, W.J. Vlasblom.泥砂粒径对泥浆泵性能影响的试验研究．水动力学研究与进展，2001．12
[35] 李华，孙晓民，李红青．MSC-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1993．8
[36] 沈兰荪．数据采集技术．合肥：中国科学技术大学出版社，1990．8
[37] 杨继平．Visual Basic开发手册．北京：机械工业出版社，1997．8
[38] 钱培德，朱巧明．中文Visual Basic 6.0傻瓜书．北京：清华大学出版社，1999．5
[39] 汪成为．面向对象分析、设计及应用．北京：国防工业出版社，1992．4
[40] 王燕．面向对象的理论与C++实践．北京：清华大学出版社，1997．3
[41] 吴炜熠．面向对象的理论与编程．北京：清华大学出版社，2000．4
[42] 木林森，高峰霞，奚红宇．Visual C++5.0使用与开发．北京：清华大学出版社，1997．11
[43] 贾洞等．面向对象技术中若干问题的探讨．小型微型计算机系统，No．3，1998．
[44] 王学军，李月久，杨进良等．二维流场多媒体动态仿真系统的实现水利学报，1999，4
[45] 李颖，薛海斌，朱伯立等著．OpenGL技术应用实例精粹．北京：国防工业出版社，2001．8
[46] Dave Shreiner主编，张守迁，王剑，林宗锴等译．OpenGL参考手册．北京：机械工业出版社，2001．5
[47] [美]Richard S.Wright, Jr. Michael Sweet著．OpenGL超级宝典．北京：人民出版社，2001．10
[48] 扬武功，代正军，赵科林编著．OpenGL三维动画程序设计．北京：清华大学出版社，2000．6
[49] 江早，王洪成等著．OpenGL VC／VB图形．北京：编程科学出版社，2001．9
[50] 王淑云，方保镕，王如云．数值分析方法．南京：河海大学出版社，1996．11
[51] 金一庆，陈越．数值方法．北京：机械工业出版社，2000．6
[52] 张世禄．计算方法．成都：电子科技大学出版社，1999．7
[2] 廖瑛，梁加红等．实时仿真理论与支撑技术．国防科技大学出板社，2002．3
[3] 肖田元，张燕云，陈加栋．系统仿真导论．北京：清华大学出版社，2000．2
[4] 吴期迪，系统仿真与虚拟现实。北京：化学工业出版社，2002．6
[5] 刘藻珍，魏华梁，系统仿真．北京：北京理工大学出版社，1998．11
[6] 吴重光，仿真技术．北京：化学工业出版社，2000．4
[7] 吴家铸，党岗．视景仿真技术应用．西安：西安电子科技大学出版社，2001．5
[8] 汪瑞芳，陈东义．连续系统仿真应用技术．重庆：重庆大学出版社，1991．9
[9] 世界疏浚协会联合会．DPC疏浚与港口建设(中文版)，2003．10
[10] IHC Training Simulator for Cutter Suction Dredgers. Source:P&D nr. 135 from www.ocp. tudelft, nl/dredging/miederma, htm
[11] 荷兰IHC公司中国服务中心．模拟器支持下的绞吸式挖泥船培训系统—IHC公司技术规程CDSIM4，疏浚与吹填，Vol．38，No．1，2000．
[12] 张翔．绞吸式挖泥船疏浚作业过程的建模与仿真．武汉理工大学，[学位论文]，2002．7
[13] 疏天津航道局．浚技术发展动向及对策．水运工程，No．2，1996
[14] 上海航道局．疏浚技术培训教材．2000
[15] 天津航道局．疏浚技术，1998
[16] 中国水利学会机械疏浚专委会．绞吸式挖泥船施工，1997
[17] 丁宏锴，倪福生．绞吸式挖泥船疏浚动态特性与仿真系统设计．河海大学学报(自然科学版)，Vol．30，No．6，2002．
[18] 王伯勇，倪福生．绞吸式挖泥船小型疏浚仿真器设计初探．江苏船舶，Vol．20，No．3，2003．
[19] 张天存．水利水电机械疏浚工程综述．水力发电学报，1995．3
[20] 吴小富．绞吸式挖泥船泥泵和柴油机性能匹配探讨．船舶设计通讯，NO．1，1997．3
[21] 刘晓叙，陈敏，符纯华．系列柴油机发电机组转动惯量配置研究．机械工业出版社，2000．3
[22] 重庆大学，郭立君．泵与风机．北京：水利电力出版社，1986．12
[23] 张兴荣．管道水力输送．北京：中国水利水电出版社，1998．5
[24] 武汉水利电力学院．水力学．北京：高等教育出版社，1979．7
[25] 钱宁，万兆惠．泥沙运动力学．北京：科学出版社，1983．6
[26] 胡翼元，强耀明．利用计算机计算绞吸式挖泥船施工工况．天津航道局
[27] 白晓宁，胡寿根．浆体管道的阻力特性及其影响因素分析．流体机械，Vol．28，No．11，2000．
[28] 陈广文．浆体管道输送流型特性及其阻力损失分析．有色金属，Vol．46，No．11，19914．
[29] 倪晋仁，王光谦等．固液两相流的基本理论及其最新应用．北京：科学出版社，1991．22
[30] 邱跃琴．浆体管道输送中两种阻力损失计算方法的分析．贵州工业大学学报，Vol．5，No．5，1999．
[31] 李培芳等．水煤浆管道输送特性的研究．水力采煤与管道运输，No．3，1991
[32] 费祥俊．高浓度煤浆管道运输问题．水力采煤与管道运输，No．4，1995
[33] Fusheng Ni(倪福生) , Matousek V. Flow of aqueous mixture of sand composed of fractions of different particle size, Proceedings of the 14~(th) International Conference on
Slurry Handling and Pipeline Transport, BHRA, Maastricht, The Netherlands, September 8-10, 1999
[34] 倪福生，徐立群，A.Zwortbol, W.J. Vlasblom.泥砂粒径对泥浆泵性能影响的试验研究．水动力学研究与进展，2001．12
[35] 李华，孙晓民，李红青．MSC-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1993．8
[36] 沈兰荪．数据采集技术．合肥：中国科学技术大学出版社，1990．8
[37] 杨继平．Visual Basic开发手册．北京：机械工业出版社，1997．8
[38] 钱培德，朱巧明．中文Visual Basic 6.0傻瓜书．北京：清华大学出版社，1999．5
[39] 汪成为．面向对象分析、设计及应用．北京：国防工业出版社，1992．4
[40] 王燕．面向对象的理论与C++实践．北京：清华大学出版社，1997．3
[41] 吴炜熠．面向对象的理论与编程．北京：清华大学出版社，2000．4
[42] 木林森，高峰霞，奚红宇．Visual C++5.0使用与开发．北京：清华大学出版社，1997．11
[43] 贾洞等．面向对象技术中若干问题的探讨．小型微型计算机系统，No．3，1998．
[44] 王学军，李月久，杨进良等．二维流场多媒体动态仿真系统的实现水利学报，1999，4
[45] 李颖，薛海斌，朱伯立等著．OpenGL技术应用实例精粹．北京：国防工业出版社，2001．8
[46] Dave Shreiner主编，张守迁，王剑，林宗锴等译．OpenGL参考手册．北京：机械工业出版社，2001．5
[47] [美]Richard S.Wright, Jr. Michael Sweet著．OpenGL超级宝典．北京：人民出版社，2001．10
[48] 扬武功，代正军，赵科林编著．OpenGL三维动画程序设计．北京：清华大学出版社，2000．6
[49] 江早，王洪成等著．OpenGL VC／VB图形．北京：编程科学出版社，2001．9
[50] 王淑云，方保镕，王如云．数值分析方法．南京：河海大学出版社，1996．11
[51] 金一庆，陈越．数值方法．北京：机械工业出版社，2000．6
[52] 张世禄．计算方法．成都：电子科技大学出版社，1999．7