Моделирование движения кабельной линии подводного аппарата в пакете Blender Game Engine

Моделирование движения кабельной линии подводного аппарата в пакете

Blender Game Engine

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 3

ТНПА: упор, создаваемый винтомоторными агрегатами, и результирующий

момент; гидродинамическая сила сопротивления, обусловленная взаимодей-

ствием движущегося аппарата с жидкостью, также подвижной ввиду наличия

течения; сила остаточной плавучести как результирующая силы веса и выталки-

вающей силы, момент этих сил. Во-вторых, внешние силы, действующие на

каждый элемент кабеля — гидродинамическая сила сопротивления и сила оста-

точной плавучести. Для элемента кабеля гидродинамическую силу в виде каса-

тельной и нормальной составляющих к поверхности элемента рассчитывают по

формулам, приведенным в работе [3]:

0, 5

;

F C DLV

ρπ

(1)

0, 5

F C DLV

(2)

где

F F

— касательная и нормальная составляющие гидродинамической силы;

C C

— касательный и нормальный гидродинамические коэффициенты;

— плотность воды;

D L

— диаметр и длина элемента кабеля;

V V

— каса-

тельная и нормальная составляющие скорости элемента кабеля относительно

воды. В качестве характерной площади при расчете касательной силы исполь-

зуют площадь смоченной поверхности элемента кабеля, а при расчете нормаль-

ной силы — площадь его продольного сечения.

Расчет гидродинамических сил по формулам (1), (2) проводится для всех

объектов, идентификаторы которых включены в список идентификаторов эле-

ментов кабеля. Таким образом, вновь созданный элемент при разматывании

кабеля начинает участвовать в динамике системы, как только его идентифика-

тор оказывается включенным в список.

Интегрирование уравнений движения Ньютона в пакете

BGE

для каждого

объекта и такта времени позволяет визуализировать положение и ориентацию

ТНПА и каждого элемента кабеля как функции времени. Общий вид сцены «от

третьего лица», которую может наблюдать оператор тренажерного комплекса

системы ТНПА–кабель, представлен на рис. 4.

Рис. 4.

Общий вид сцены «от третьего лица»:

— носитель;

— кабель;

— ТНПА