关键词：船舶运动物理引擎，计算机模拟文献综述

1引言几千年来，船舶已用于旅游，贸易，和战争。他们是人类社会关系组成的必需品。模拟船舶运动是教育系统的一个重要问题，娱乐行业。船舶运动仿真系统，帮助学生和游戏玩家学习不同海况条件下船舶的运动。船舶运动仿真程序可归结为到两类。一方面在学术机构、复杂的数学方程的求解计算船舶运动。这种类型的计算需要大量的计算资源，通常生产大量数值结果并且需要特殊专业知识。这个过程本身总是无聊的，普通人和学习者可能会很快失去了解更多关于船舶操纵的兴趣。因此，这种类型的方法是不能适应于教育和娱乐方面的。另一方面，电脑游戏产业，用简单的物理模型来模拟船舶运动的比赛。结果相似计算速度快，并且接近最简单的船舶运动。 然而，这些模型不能模拟复杂的船舶运动，他们缺乏灵活性，不能应付不同的船舶模型和海洋条件。

虚拟现实技术长期以来一直被用来创建虚拟场景的驾驶训练和游戏。 如指出（Cremer等人。1996；库尔等人。1995；张等。2004）, 一个好的虚拟现实系统必须具备以下几个组成部分：

1。用于计算船舶动力学的物理引擎，

2。虚拟环境数据库，

3。高效的场景绘制图形程序，

4。连接物理引擎、视觉系统和用户界面的集成程序。

与其他组件相比，在大多数虚拟现实系统中物理引擎模块是不成熟的。 一个物理引擎必须计算在一个时间约束条件下的运动对象的行为。 因此，追求精确的数值解是不切实际的。相反，简单但具有物理意义的模型应采用模拟物体运动。在这篇文章中，我们提出了有效的数学模型实现船舶运动。我们的方法可以用来开发物理引擎模拟船舶操纵仿真系统，计算机游戏，和其他海上应用。基于此模型，我们建立了一个模拟程序，可以直接使用在物理类浮体运动和计算机游戏的发展。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

1。1 船舶运动仿真的相关工作

船舶运动的水动力是很难解决的。大部分的数值算法是基于切片理论发展（korvin kroukovsky Salvesen等人和雅可布1957。1970）。然而，它需要几个小时才能产生一套精确的解决方案，只有一个或两个议案通过使用现代计算机 (Aryanpour 和 Ghorashi 2001)。 这些数值的程序是不切实际的实时仿真。 其他使用简化的模型估算船舶运动。 在 (系列等。 1983), 利用卡尔曼滤波技术在舰船运动估计中的应用。然而，他们的方法需要的船舶的知识，如果船舶参数是不可用的，他们的方法也是不适用。在（lainiotis等人。1992）， 提出了一种改进的方法。它需要更少的船舶相关信息， 虽然该方法的精度仍取决于船舶参数的可用性。在计算机游戏设计，船舶模型制作。没有真实的数据可以检索。这种方法也不方便。张等。（2004）制定船舶运动数学模型。他们估算作用于船舶上的力，然后根据牛顿定律，推导出一阶微分方程模型的力和力以及加速度之间的关系。用龙格-库塔法求解方程。由于他们的应用程序集中在处理船舶内部或附近的港口地区，只有物理模型的浪涌，摇摆，偏航。