本发明是一种基于微元法的船用减摇旋柱实时升力仿真平台。该平台首先通过模型参数输入和运动控制模块获取船舶和减摇旋柱的运动状态并将其处理后输出至升力预测模块和虚拟仿真模块；在虚拟仿真模块中，通过接收上述模块的参数进行仿真来实现对全航速、多工况下的减摇旋柱工作状态的模拟；在升力预测模块中，先对减摇旋柱进行微元化处理，对其进行水动力分析后进而得到在摆动‑转动模式下单周期内减摇旋柱的实时升力，并通过与期望对比来矫正平台参数；在优化决策模块中，能够对仿真试验结果进行优化分析。本发明优化了仿真模拟流程，实现了对全航速、多工况减摇旋柱在摆动‑转动模式下的实时升力分析，为其工程应用提供了可靠的理论分析平台。

本发明的目的是，提供一种基于微元法的船用减摇旋柱实时升力仿真平台，来解决现有仿真计算方法不准确、计算效率不高、流程臃肿复杂，且没有考虑到在全航速下摆动过程中减摇旋柱产生的升力大小会实时变化的问题，此系统可以为船用减摇旋柱的工程应用提供可靠的理论分析平台。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：提供一种基于微元法的船用减摇旋柱实时升力仿真平台，包括：模型参数输入模块、运动控制模块、升力预测模块、虚拟仿真模块、优化决策模块。所述模型参数输入模块，用于接收用户输入的相关物理模型参数信息，包括减摇旋柱参数和船舶运动状态参数，具体涉及到减摇旋柱长度、减摇旋柱半径、装置表面粗糙度和流体介质参数，然后进行规范化处理，并将处理后的信息输出至升力预测模块和虚拟仿真模块。所述运动控制模块，用于接收减摇旋柱的转动参数和摆动参数并将其转化成适合的运动控制规律，并输出至升力预测模块和虚拟仿真模块中，其包括如下步骤：S1.1：考虑到减摇旋柱实际工作状态，选择减摇旋柱摆动的运动方程为：式中：ω2为减摇旋柱摆动角速度(ra

 减摇旋柱的主体为在船体两侧的旋转的圆柱体结构，与传统减摇装置的减摇机理不同，其减摇机理基于Magnus效应。在船舶航行时，装置可以通过圆柱体旋转与水流产生相互作用，在圆柱体上下表面产生压力差以产生升力来抵抗摇摆。在低零航速时，由于来流速度减小，减摇旋柱无法产生足够升力，因此可以在旋转的同时进行摆动从而增大相对来流速度以增大减摇旋柱的升力。

目前减摇旋柱摆动相关的研究存在以下问题：

(1)大多数减摇旋柱的研究都集中在有航速且不摆动的情况下，忽略了在低零航速时装升力不足的问题，无法实现多工况、全航速下的减摇旋柱的水动力性能分析，例如，专利号：CN202110862922.3《一种船用Magnus减摇装置粗糙度优化系统》；

(2)许多相关研究在涉及低航速时，其关注点往往在部分周期内的平均升力或者是摆动到某一特定角度时的具体升力，而在摆动过程中单周期内减摇旋柱产生的升力大小会发生较大变化，甚至方向也突变，仅用部分周期的平均升力或某一特定角度时的升力来代表减摇效果是十分片面的，这不利于对减摇旋柱在完整工作周期的实时控制，例如《船用Magnus减摇装置水动力性能研究》和《Magnus旋转式减摇装置的设计及其控制特性研究》。

此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发，承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作

与现有技术相比，此技术产生的效益：(1)本发明采用模块化设计，公开了一种基于微元法的船用减摇旋柱实时升力仿真平台，针对减摇旋柱的摆动‑转动模式设计了求解过程，解决了现有船用减摇旋柱摆动研究中的仿真计算方法不准确、计算效率不高、流程臃肿复杂的问题，大大优化了仿真模拟流程，提升了仿真工作效率；

(2)在本平台的运动控制模块和模型参数输入模块中能够分别设定减摇旋柱的运动模式和船舶航行状态，通过这两个模块之间的相互配合能够让此系统模拟在多工况、全航速下的减摇旋柱的工作情况，使此平台可以为船用减摇旋柱的工程应用提供可靠的理论分析平台；

(3)此外在本平台的升力预测模块中，使用微元法对减摇旋柱的进行了水动力分析，实现了对单周期内摆动的旋柱装置升力的实时变化的理论分析，为摆动‑转动模式下的减摇旋柱的实时控制提供了理论依据。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。