内河复杂流场仿真是内河船舶驾驶模拟器开发的关键技术之一，内河流场准确和逼真的仿真对提高内河船舶驾驶模拟器的性能，增强仿真精度具有至关重要的作用，也是提高内河船员训练效果的重要保障。因此，为解决目前内河船舶驾驶模拟器中流场仿真精度和真实感不足的问题，以河流流体为主要对象，通过研究内河流场建模的理论和方法，进行了基于物理特性和内河航道特征的流场建模，基于SPH粒子以及OpenGL进行河流可视化研究，并实现了具有内河复杂流场特征的渲染效果。
在河流数值流场建模方面，以Navier-Stokes方程为基础开展复杂流场数值模拟，在该方程的求解过程中利用MAC网格进行空间域离散，采用改进的半拉格朗日法求解平流项，通过Jacobi迭代法求解压力项。此外，根据Particle Level Set方法在欧拉网格中追踪流体界面，进行河流自由液面重建。最后对葛洲坝大三江水道的复杂流场进行了数值流场建模，结果表明该方法能有效模拟水域中的斜流、回流等复杂流态。
在河流可视化研究方面，提出基于SPH的内河流场渲染增强模拟技术，详述了采用SPH粒子模拟复杂流场的浪花、泡沫等流体细节的方法，介绍了欧拉网格河流主体与SPH粒子的耦合模型，利用耦合算法进行欧拉法和SPH的参数传递，如粒子密度、速度、位置等。此外，对流体模拟中的GPU加速技术和可视化渲染的光线投射方法进行描述。最后结合葛洲坝大三江水道数值计算成果，实现了包含浪花、泡沫等流体细节的河流流动效果。
面向内河船舶驾驶模拟器，研究流场与船体交互的流固耦合作用，建立了复杂流场下的船舶运动数学模型，采用一种体素化的方法处理船体与河流的流固双向耦合作用，以模拟船舶在河流中的运动现象，主要包括固体的内外体素化、耦合面体素化以及流体与固体的耦合方程的建立。最后在葛洲坝大三江水道，以内河典型的3000吨级散货船为对象，开展了基于内河复杂流场下的船舶操纵试验，效果良好。
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