[发明专利]一种帆船场地水流信息显示与查询系统

说明书

本发明公开了一种帆船场地水流信息显示与查询系统，由洋流数值模拟系统和水流信息显示与查询系统两个子系统构成；洋流数值模拟系统包括海洋环流建模模块、洋流参数设置模块、数值仿真模块和谐波分析模块；水流信息显示与查询系统包括电子海图操作控制模块、水流数据操作控制模块、水流可视化播放控制模块、海图信息显示模式控制模块、海图颜色显示控制模块和海图图元类型显示控制模块；本发明帆船场地水流信息显示与查询系统直观和有效地向运动员、教练员预测和展示帆船竞赛场地水流的变化规律，提出海洋环境水动力模型用于预测帆船比赛场地的水流信息，为帆船运动项目的训练和比赛提供科学参考依据。

技术领域

本发明涉及体育学领域、航海学、海洋科学及仿真科学与技术领域，特别是一种帆船场地水流信息显示与查询系统。

背景技术

水上运动项目全部过程或主要过程都是在水下、水面或水上进行的各种形式的体育比赛和活动。水上运动是一种受欢迎的体育运动形式，受到越来越多的关注，尤其是对于帆船、帆板、赛艇等船类水上竞技运动。帆船是水上运动项目之一，帆船比赛是运动员驾驶帆船在规定的场地内比赛速度的一项运动。

海上比赛环境复杂而多变，帆船(帆板)在海上航行受到风、潮汐流、涌、浪等环境因素的影响，水流因素是影响帆船航速、航向的重要因素之一，比赛场地流场信息的有效获取是制定帆船最佳航向的控制策略的一个重要关键因素。基于比赛场地的海洋气象信息制定最优航行路线，是比赛取胜的重要环节。海流与波浪都是海洋的自然特征，运动员如何利用好水流的速度、涌浪的力量产生更大的前进力，在计划航线时考虑水流对比赛的影响，从而取得更好的成绩具有非常重要的作用。目前国内外对大范围的海洋风力的预报系统已趋于完善，然而对局部的精细流场预报并不常见，尤其缺少有效地可视化平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种帆船场地水流信息显示与查询系统，直观和有效地向运动员、教练员预测和展示帆船竞赛场地水流的变化规律，提出海洋环境水动力模型用于预测帆船比赛场地的水流信息，提出基于电子开图技术的帆船场地水流显示与查询系统，对帆船场地流场数据进行可视化显示方便运动员、教练员和比赛组织人员直观获取帆船场地流场动态，为帆船运动项目的训练和比赛提供科学参考依据。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种帆船场地水流信息显示与查询系统，其特征在于，由洋流数值模拟系统和水流信息显示与查询系统两个子系统构成，两个子系统之间通过数据库以弱耦合的形式进行连接；所述洋流数值模拟系统包括海洋环流建模模块、洋流参数设置模块、数值仿真模块和谐波分析模块；所述水流信息显示与查询系统包括电子海图操作控制模块、水流数据操作控制模块、水流可视化播放控制模块、海图信息显示模式控制模块、海图颜色显示控制模块和海图图元类型显示控制模块；

所述洋流数值模拟系统的工作流程，包括以下步骤：

(1)定义模拟水域的范围

定义水域的位置和边界，并收集关于要模拟水域的基础数据；

(2)建立海洋环流模型

考虑所有对海洋环流的主要影响，建立海洋物理和热力过程的环流模型；

(3)确定流体动力学参数

确定建立的海洋环流模型的流体动力学参数；指定数字网格，风，水深和潮汐；

(4)定义初始条件和边界条件

制定和讨论边界条件和初始条件；指定计算开始时所有因变量所需的初始值：水位、流速分量、盐度和/或温度；定义与仿真驱动有关的开放边界：位置、类型和所有输入数据；

(5)计算海洋洋流的行为

应用数值方法求解涉及变量属性和一般边界条件的海洋模型，以捕捉海流的行为；

(6)谐波分析