关于gc在水电站厂房蜗壳三维参数化建模设计中的应用研究

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1、水利水电工程设计DWRHE·2013年第32卷第4期GC在水电站厂房蜗壳三维参数化建模设计中的应用研究李端阳刘晶田新星摘要水电站厂房蜗壳在三维建模中是相对复杂的结构，直接用基本命令建模十分繁琐，对水电站厂房蜗壳主要结构进行参数化分析，找出其内在规律性及各参数间的关系，利用参数化建模软件GenerativeComponents(GC)，实现蜗壳的数字化参数化三维模型，通过调整参数，快速得到多种备选方案，提高设计效率。关键词GCMicroStation参数化关联蜗壳Excel中图分类号Tv734文章标识码B文章编号1007—6980(2013)04-00

2、18-04GenerativeComponents(以下简称GC)是Bentley计对象和元素之间建立起复杂的逻辑关系(如表1所公司开发的一款基于MicroStation平台的关联参数示)，能够更加灵活地发挥主观能动性进行设计。化建模系统。GC的参数化规则和关系是用户自定表1参数化类型对比义的，通过截面图形操作和结合编程的混合方法，设计人员可以使用GC模拟出各类几何结构，每项操作(例如，使用每个命令)都会记录并持久化。其理念是能够灵活地创建各类几何形体，支持各种几何和逻辑可能性，为工程师提供了全新的设计方式。GC采用图形方式展示元素及其相互关系，支持

3、有效展示与重用设计方案。工程师使用GC既可完全采用图形方式工作，也可适时将图形与脚本和编程结合使用。GC可以与现有的MicroStation元素结合使用，1_2使用GC参数化设计的典型工作流既可以在当前的．dgn文件中使用，也可以从参考(1)对工程进行分析，选取最优方程，并提文件中使用。反之，它也可以在当前的．dgn文件取以后需要做方案调整的公共参数。或其他关联的．dgn文件中创建新元素。(2)由方程生成各类特征，一般先生成点，由方程和公共参数控制点。1GC工作原理(3)由点生成曲线，使用点来控制曲线。1．1参数化软件比较(4)由曲线生成曲面，使用曲

4、线来控制曲面。传统的CAD应用程序．例如AutoCAD、(5)由曲面生成实体，使用曲面来控制实体。MicroStation，不会记住如何生成图形，因此，有(6)GC也可直接生成各类专业模块，比如建关如何创建图形的信息总是属于临时信息。GC则筑、结构的构件，所以也可参数化切图，统计材不同，图形的创建方式信息属于永久性信息，对料甚至动画漫游。象可以记住自身的创建方式。(7)后期方案调整，修改方程和公共参数。对于参数化三维设计软件，目前较为流行的2利用GC进行金属蜗壳建模案例是SolidWorks、Inventor、UG、CATIA等，设计人员可以使用基本

5、几何工具、特征及布尔运算等构金属蜗壳是中高水头水电站最常用的蜗壳型建复杂的特征树。但是每个对象只有一个父对象式。在实际工程设计中，不同设计阶段，三维建集，且无法在层次结构不同级别中为2个分散独模精度有所不同。初设阶段没有厂家图纸，需要立的元素建立连接。而GC更具有通用性，其在设根据流量数据及水轮机型号进行解析建模，用以李端阳等．GC在水电站厂房蜗壳三维参数化建模设计中的应用研究‘19．完成设计中对工程量统计、厂房设计的基本要求；～=ra+一=4．705m随着项目进度不断推进，设备厂家会提供详细的2．1．2对于中间任一断面蜗壳尺寸数据，设计人员需要根据

6、厂家所给出的设i为从蜗壳鼻端起算至计算断面处的包角，数据进行符合实际施工情况的建模，从而精确地则该计算断面处：完成工程设计图纸以及工程量统计等。)×Q一本文对解析式蜗壳三维参数化建模以及厂家圮=ra+i提供资料的数据式蜗壳三维参数化建模都进行了探索和研究。pi=、／(Q一×360。XffXve)2．1解析式蜗壳的GC三维参数化建模2．1．3设定蜗壳图形变量某水电站蜗壳．金属蜗壳包角=345。；最大图形变量是指已命名的、可将值保存为单个流量0_=38．9m3／s，蜗壳进口断面的流量Q=值或值列表的数据容器。这些值可通过使用变量名替代所需值来访问。将蜗壳

7、的主要参数设置为x=×345。=37．3mVs，设计水头46．2m。图形变量，以便建模时调用(如图l(a)所示)。当水轮机的转轮直径D1=2．250m时，金属蜗壳的在图形变量的设置过程中。涉及到系列函数座环外径为D=3．850m，座环内径为=3．250m。Series的应用。Series在括号内部定义(start，finish，查《水力机械》第2版P99图4～30(a)曲线得Ve=increment)。这些输入将生成并返回许多数的集6．15m／s。合，这些数从start开始，到finish结束，且按2．1．1对于蜗壳进口断面【1increment指定

8、的间隔递增。例如：Series断面的面积：=Qc(1，10，2)将返回{1，3，5，7，9)，Series=