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申请/专利权人：中国船舶科学研究中心

摘要：本发明涉及一种适于受限域船行波环境场的特征参数提取方法及系统。其包括：对所述船行波环境场仿真信息进行波高过滤，以经波高过滤后得到明显波高环境场；对明显波高环境场进行坐标系变换，以生成极坐标下明显波高环境场；对上述极坐标下明显波高环境场进行受限角度过滤；对上述的外围波受限角度区域进行三维波面搜索，以提取外围波受限角度区域的峰谷信息；基于上述确定的峰谷信息，提取任一波峰位置和或波谷位置的切线角度。本发明能有效实现对受限域船行波环境场的特征参数提取，为开发逼真海况下的船行波环境场模型提供技术支持。

主权项：1.一种适于受限域船行波环境场的特征参数提取方法，其特征是，所述特征参数的提取方法包括：提供基于CFD的船行波环境场仿真信息，并对所述船行波环境场仿真信息进行波高过滤，以经波高过滤后得到明显波高环境场，并基于所述明显波高环境场提取船行波环境场的总横向长度；对明显波高环境场进行坐标系变换，以生成极坐标下明显波高环境场；对上述极坐标下明显波高环境场进行受限角度过滤，以经受限角度过滤后得到外围波受限角度区域，其中，所述外围波受限角度区域包括位于船舶左侧的左侧外围波区域以及位于船舶右侧的右侧外围波区域；对上述的外围波受限角度区域进行三维波面搜索，以提取外围波受限角度区域的峰谷信息，其中，所述峰谷信息包括外围波受限角度区域内所有的波峰位置、波谷位置、外围波受限角度区域的波高信息、左侧外围波区域的峰谷轮廓以及右侧外围波区域的峰谷轮廓；基于上述确定的峰谷信息，提取任一波峰位置和或波谷位置的切线角度；提供基于CFD的船行波环境场仿真信息时，在CFD内设置船模并构建笛卡尔直角坐标系，其中，构建的笛卡尔直角坐标系的原点为船模水线面处的船首，x方向为船首向前的方向，y方向为船模左侧的方向，z方向为指向船模龙骨反方向；总横向长度是指沿x轴方向的长度；对极坐标下明显波高环境场进行受限角度过滤，得到外围波受限角度区域时，包括：对以船首为中心且极坐标下明显波高环境场所在的[-90°，+90°]区域，从+90°位置和或-90°位置向0°位置插值扫描极半径上的波高信息，直至扫描出极半径上波高幅度明显开始增加的外圈极半径位置，以基于所述外圈极半径位置生成外圈角度值，其中，将-90°位置至0°位置间的外圈极半径位置设置为左侧的外圈角度值将+90°位置至0°位置间的外圈极半径位置设置为右侧的外圈角度值以上述外圈极半径位置为起点并向0°位置插值扫描极半径上的波高信息，直至扫描出极半径上波高幅度明显剧增又明显剧减的内圈极半径位置，以基于所述内圈极半径位置生成内圈角度值，其中，将左侧的外圈角度值至0°位置间的内圈极半径位置设置为左侧的内圈角度值将右侧的外圈角度值至0°位置间的内圈极半径位置设置为右侧的内圈角度值基于上述左侧的外圈角度值与左侧的内圈角度值形成左侧外围波区域；基于上述右侧的外圈角度值与右侧的内圈角度值形成右侧外围波区域；对外围波受限角度区域进行三维波面搜索时，包括对左侧外围波区域的三维波面搜索步骤以及对右侧外围波区域的三维波面搜索步骤，其中，三维波面搜索时，包括：配置区域搜索步长，以基于所配置的区域搜索步长分别将左侧外围波区域、右侧外围波区域划分为若干搜索区域，其中，所述区域搜索步长包括预设角度以及预设半径Δρ；以极坐标原点开始搜索，对每个搜索区域确定当前搜索区域的极大值和或极小值，直至对左侧外围波区域、右侧外围波区域完成搜索，以在搜索完成后得到外围波受限角度区域的峰谷信息；对左侧外围波区域，计算每个波峰位置以及波谷位置相应的离散曲率值，并将所有的离散曲率值进行平均，以得到左侧外围波区域的左侧外围波平均曲率；基于所述左侧外围波平均曲率，计算生成左侧外围波区域的尾迹角；对右侧外围波区域，计算每个波峰位置以及波谷位置相应的离散曲率值，并将所有的离散曲率值进行平均，以得到右侧外围波区域的右侧外围波平均曲率；基于所述右侧外围波平均曲率，计算生成右侧外围波区域的尾迹角；计算每个波峰位置或波谷位置的离散曲率值时，则有： 其中，K为离散曲率值，y为波峰位置或波谷位置时y方向的坐标值，x为波峰位置或波谷位置时x方向的坐标值，y′x为y对x的一阶导数，y″x为y对x的二阶导数；提取切线角度时，包括：选择一切线角度基点，其中，所述切线角度基点为波峰位置或波谷位置；对选择的切线角度基点，生成所述切线角度基点的类椭圆等高线，其中，所述类椭圆等高线的长轴两端点分别为最大极坐标半径点A以及最小极坐标半径点B；将上述最大极坐标半径点A、最小极坐标半径点B分别转换为笛卡尔坐标系下的数据点A’以及数据点B’；基于数据点A’以及数据点B’相应的笛卡尔坐标系下的坐标值，确定当前切线角度基点的切线角度。

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