[发明专利]一种船体冰载荷精细测试数据的动态历程可视化方法

摘要

本发明涉及一种船体冰载荷精细测试数据的动态历程可视化方法，包括：在船模的目标测试区域上安装触觉传感器；确定水线处冰载荷作用区域；对冰载荷作用区域内的测试单元进行编号；将每一帧数据中相同编号的测试单元载荷做加和处理，将每一帧数据得到的数组，按照时间排列，其中每个数组中的元素编号即为X轴，帧数即为Y轴，每个数组中每个元素的大小即为Z轴；从颜色色谱选择一条颜色带，将数值最小值和最大值之间按照颜色带RGB颜色值用分段函数进行切割，获得数值对应的RGB颜色值并绘出，即可完成冰载荷动态历程的可视化模型图。

主权项

一种船体冰载荷精细测试数据的动态历程可视化方法，包括下列步骤：1)在船模的目标测试区域上安装触觉传感器，触觉传感器中的测试单元以m行n列的阵列形式布置，同时获得测试区域与触觉传感器测试单元的对应关系，按照预设时间间隔采集冰排破坏期间的载荷数据，触觉传感器每一时间间隔记录的数据即为离散载荷影像中的一帧。2)确定水线处冰载荷作用区域，定义冰排‑空气交界面为冰载荷作用区域的上边界，上边界通过计算触觉传感器每个测试单元所测得载荷的平均值得到；3)通过计算水线上边界线处的测试单元,与沿水线上边界线法线方向向下的测试单元在所有帧载荷的协方差，来确定冰载荷作用区域的下边界；4)对冰载荷作用区域内的测试单元进行编号：以水线处的第一个测试单元为基准，将载荷作用区域内，沿第一个测试单元水线法向的所有测试单元统一编号为1；同样，将水线处第二个测试单元及其沿水线法向的所有测试单元编号为2；将水线处第三个测试单元即其沿水线法向的所有测试单元编号为3…，最终将所有水线处的测试单元及其沿水线法向的测试单元均做这样的编号；5)将每一帧数据中相同编号的测试单元载荷做加和处理，得到一组数组，数组每个元素即为编号为1，2，3…的所有测试单元载荷值的总和；6)将每一帧数据得到的数组，按照时间排列，其中每个数组中的元素编号1，2，3…即为X轴，帧数1，2，3…t即为Y轴，每个数组中每个元素的大小即为Z轴；7)为更清楚展示载荷的大小，从颜色色谱选择一条颜色带，将数值最小值和最大值之间按照颜色带RGB颜色值用分段函数进行切割，获得数值对应的RGB颜色值并绘出，即可完成冰载荷动态历程的可视化模型图；8)利用可视化模型进行局部冰压力分析：可视化模型中将会出现许多载荷峰值，将水平较高的峰值对应的帧数提取出来，可做后续的结构安全性研究；9)利用可视化模型进行整体阻力构成的分析：可视化模型中，载荷的时变行为会因为区域的不同而展现出不同的时变特征，将相同时变特征的区域中的载荷作加和处理，即可得到与时变行为对应物理进程的载荷序列。