[發(fā)明專利]全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110003919.2
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102034014A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃克戩;張勇;趙曉峰;鄭聲安;肖平西;陳萬壽;張志偉;王仁坤;李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T19/00
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 李順德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模型構(gòu)建技術(shù)，特別涉及建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的技術(shù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)在水電作為一種可再生能源越來越得到國家的重視，而在水電站設(shè)計(jì)時，其混流式水輪機(jī)蝸殼的設(shè)計(jì)對于水電站設(shè)計(jì)中廠房土建結(jié)構(gòu)的計(jì)算和設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，而現(xiàn)在混流式水輪機(jī)蝸殼的設(shè)計(jì)都局限于簡化的定型模型，這種設(shè)計(jì)方法相對復(fù)雜，而且修改繁瑣，每次修改模型都要重新全部建立一次，無法滿足與蝸殼相關(guān)的結(jié)構(gòu)分析的需要，如在進(jìn)行選擇蝸殼是用充水保壓、直埋式還是墊層蝸殼等有限元結(jié)構(gòu)分析時均起到重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服目前沒有全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型方法的缺點(diǎn)，提供一種全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.在蝸殼中心建立基于蝸殼的蝸殼中心的坐標(biāo)系一，蝸殼中心作為坐標(biāo)系一的原點(diǎn)；

b.在坐標(biāo)系一下根據(jù)蝸殼各斷面中心點(diǎn)到蝸殼中心距離的不同將這些距離作為參數(shù)建立蝸殼各斷面的局部坐標(biāo)系；

c.坐標(biāo)系一及各局部坐標(biāo)系全部建立完成后，作為參數(shù)化坐標(biāo)控制體系；

d.根據(jù)各斷面形狀，在各局部坐標(biāo)系中的各斷面平面內(nèi)建立函數(shù)曲線f(x，y)，得到各斷面曲線，通過這些函數(shù)曲線中參數(shù)的變化得到所有蝸殼斷面；

e.基于各局部坐標(biāo)系及其蝸殼斷面建立至少一條控制引導(dǎo)線，每條控制引導(dǎo)線都基于其蝸殼斷面上對應(yīng)的點(diǎn)，且該控制引導(dǎo)線在蝸殼斷面處應(yīng)與該斷面所在平面垂直；

f.通過各蝸殼斷面及其控制引導(dǎo)線拉伸得到蝸殼的面；

g.參數(shù)化蝸殼斷面的厚度，采取均勻過渡，得到蝸殼實(shí)體。

具體的，步驟e所述控制引導(dǎo)線為函數(shù)曲線。

進(jìn)一步的，所述函數(shù)曲線為二次曲線或多段圓弧線。

本發(fā)明的有益效果是，通過上述全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的方法，可以實(shí)現(xiàn)水電站混流式水輪機(jī)蝸殼的三維模型，且全由參數(shù)進(jìn)行控制，可以通過修改局部坐標(biāo)系的控制參數(shù)(即各斷面中心點(diǎn)到蝸殼中心的距離)可以方便修改局部坐標(biāo)，且所有蝸殼斷面都是基于各局部坐標(biāo)系建立的，因此某個局部坐標(biāo)系修改后，該蝸殼斷面曲線可以自動更新，而控制引導(dǎo)線又是基于局部坐標(biāo)系以及蝸殼斷面曲線建立的，這樣控制引導(dǎo)線也會自動更新，蝸殼面以及蝸殼實(shí)體的形成也緊接著更新，方便工作人員進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，且參數(shù)化蝸殼斷面的厚度，采取均勻過渡，可以是蝸殼內(nèi)壁更為光滑，這樣得到的蝸殼實(shí)體模型保持了與真實(shí)蝸殼體的一致性，保證的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的準(zhǔn)確性和可靠性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明所述全參數(shù)建立水電站混流式水輪機(jī)蝸殼三維模型的方法為：首先在蝸殼中心建立基于蝸殼的蝸殼中心的坐標(biāo)系一，蝸殼中心作為坐標(biāo)系一的原點(diǎn)，然后在坐標(biāo)系一下根據(jù)蝸殼各斷面中心點(diǎn)到蝸殼中心距離的不同將這些距離作為參數(shù)建立蝸殼各斷面的局部坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系一及各局部坐標(biāo)系全部建立完成后，作為參數(shù)化坐標(biāo)控制體系，然后根據(jù)各斷面形狀，在各局部坐標(biāo)系中的各斷面平面內(nèi)建立函數(shù)曲線f(x，y)，得到各斷面曲線，通過這些函數(shù)曲線中參數(shù)的變化得到所有蝸殼斷面，再基于各局部坐標(biāo)系及其蝸殼斷面建立至少一條控制引導(dǎo)線，每條控制引導(dǎo)線都基于其蝸殼斷面上對應(yīng)的點(diǎn)，且該控制引導(dǎo)線在蝸殼斷面處應(yīng)與該斷面所在平面垂直，通過各蝸殼斷面及其控制引導(dǎo)線拉伸得到蝸殼的面，最后參數(shù)化蝸殼斷面的厚度，采取均勻過渡，得到蝸殼實(shí)體。

實(shí)施例

本例的數(shù)字電視節(jié)目選擇方法中包括即時檢索及自動檢索。

首先在蝸殼中心建立基于蝸殼的蝸殼中心的坐標(biāo)系一，蝸殼中心作為坐標(biāo)系一的原點(diǎn)，然后在坐標(biāo)系一下根據(jù)蝸殼各斷面中心點(diǎn)到蝸殼中心(坐標(biāo)系一得原點(diǎn))距離的不同將這些距離作為參數(shù)建立蝸殼各斷面的局部坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系一及各局部坐標(biāo)系全部建立完成后，作為參數(shù)化坐標(biāo)控制體系，然后根據(jù)各斷面形狀，在各局部坐標(biāo)系中的各斷面平面內(nèi)建立函數(shù)曲線f(x，y)，得到各斷面曲線，通過這些函數(shù)曲線中參數(shù)的變化得到所有蝸殼斷面，再基于各局部坐標(biāo)系及其蝸殼斷面建立至少一條控制引導(dǎo)線，控制引導(dǎo)線可以為函數(shù)曲線，該函數(shù)曲線可以為二次曲線或多段圓弧線，每條控制引導(dǎo)線都基于其蝸殼斷面上對應(yīng)的點(diǎn)，且該控制引導(dǎo)線在蝸殼斷面處應(yīng)與該斷面所在平面垂直，通過各蝸殼斷面及其控制引導(dǎo)線拉伸得到蝸殼的面，最后參數(shù)化蝸殼斷面的厚度，采取均勻過渡，得到蝸殼實(shí)體。

這樣就可以實(shí)現(xiàn)水電站混流式水輪機(jī)蝸殼的三維模型，且全由參數(shù)進(jìn)行控制，可以通過修改局部坐標(biāo)系的控制參數(shù)(即各斷面中心點(diǎn)到蝸殼中心的距離)可以方便修改局部坐標(biāo)，且所有蝸殼斷面都是基于各局部坐標(biāo)系建立的，因此某個局部坐標(biāo)系修改后，該蝸殼斷面曲線可以自動更新，而控制引導(dǎo)線又是基于局部坐標(biāo)系以及蝸殼斷面曲線建立的，這樣控制引導(dǎo)線也會自動更新，蝸殼面以及蝸殼實(shí)體的形成也緊接著更新，方便工作人員進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，且參數(shù)化蝸殼斷面的厚度，采取均勻過渡，可以是蝸殼內(nèi)壁更為光滑，這樣得到的蝸殼實(shí)體模型保持了與真實(shí)蝸殼體的一致性，保證的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的準(zhǔn)確性和可靠性。