[发明专利]全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及模型构建技术，特别涉及建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的技术。

背景技术

现在水电作为一种可再生能源越来越得到国家的重视，而在水电站设计时，其混流式水轮机蜗壳的设计对于水电站设计中厂房土建结构的计算和设计是至关重要的，而现在混流式水轮机蜗壳的设计都局限于简化的定型模型，这种设计方法相对复杂，而且修改繁琐，每次修改模型都要重新全部建立一次，无法满足与蜗壳相关的结构分析的需要，如在进行选择蜗壳是用充水保压、直埋式还是垫层蜗壳等有限元结构分析时均起到重要作用。

发明内容

本发明的目的是克服目前没有全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型方法的缺点，提供一种全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.在蜗壳中心建立基于蜗壳的蜗壳中心的坐标系一，蜗壳中心作为坐标系一的原点；

b.在坐标系一下根据蜗壳各断面中心点到蜗壳中心距离的不同将这些距离作为参数建立蜗壳各断面的局部坐标系；

c.坐标系一及各局部坐标系全部建立完成后，作为参数化坐标控制体系；

d.根据各断面形状，在各局部坐标系中的各断面平面内建立函数曲线f(x，y)，得到各断面曲线，通过这些函数曲线中参数的变化得到所有蜗壳断面；

e.基于各局部坐标系及其蜗壳断面建立至少一条控制引导线，每条控制引导线都基于其蜗壳断面上对应的点，且该控制引导线在蜗壳断面处应与该断面所在平面垂直；

f.通过各蜗壳断面及其控制引导线拉伸得到蜗壳的面；

g.参数化蜗壳断面的厚度，采取均匀过渡，得到蜗壳实体。

具体的，步骤e所述控制引导线为函数曲线。

进一步的，所述函数曲线为二次曲线或多段圆弧线。

本发明的有益效果是，通过上述全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法，可以实现水电站混流式水轮机蜗壳的三维模型，且全由参数进行控制，可以通过修改局部坐标系的控制参数(即各断面中心点到蜗壳中心的距离)可以方便修改局部坐标，且所有蜗壳断面都是基于各局部坐标系建立的，因此某个局部坐标系修改后，该蜗壳断面曲线可以自动更新，而控制引导线又是基于局部坐标系以及蜗壳断面曲线建立的，这样控制引导线也会自动更新，蜗壳面以及蜗壳实体的形成也紧接着更新，方便工作人员进行计算和设计，且参数化蜗壳断面的厚度，采取均匀过渡，可以是蜗壳内壁更为光滑，这样得到的蜗壳实体模型保持了与真实蜗壳体的一致性，保证的结构计算分析的准确性和可靠性。

具体实施方式

下面结合实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述全参数建立水电站混流式水轮机蜗壳三维模型的方法为：首先在蜗壳中心建立基于蜗壳的蜗壳中心的坐标系一，蜗壳中心作为坐标系一的原点，然后在坐标系一下根据蜗壳各断面中心点到蜗壳中心距离的不同将这些距离作为参数建立蜗壳各断面的局部坐标系，在坐标系一及各局部坐标系全部建立完成后，作为参数化坐标控制体系，然后根据各断面形状，在各局部坐标系中的各断面平面内建立函数曲线f(x，y)，得到各断面曲线，通过这些函数曲线中参数的变化得到所有蜗壳断面，再基于各局部坐标系及其蜗壳断面建立至少一条控制引导线，每条控制引导线都基于其蜗壳断面上对应的点，且该控制引导线在蜗壳断面处应与该断面所在平面垂直，通过各蜗壳断面及其控制引导线拉伸得到蜗壳的面，最后参数化蜗壳断面的厚度，采取均匀过渡，得到蜗壳实体。

实施例

本例的数字电视节目选择方法中包括即时检索及自动检索。

首先在蜗壳中心建立基于蜗壳的蜗壳中心的坐标系一，蜗壳中心作为坐标系一的原点，然后在坐标系一下根据蜗壳各断面中心点到蜗壳中心(坐标系一得原点)距离的不同将这些距离作为参数建立蜗壳各断面的局部坐标系，在坐标系一及各局部坐标系全部建立完成后，作为参数化坐标控制体系，然后根据各断面形状，在各局部坐标系中的各断面平面内建立函数曲线f(x，y)，得到各断面曲线，通过这些函数曲线中参数的变化得到所有蜗壳断面，再基于各局部坐标系及其蜗壳断面建立至少一条控制引导线，控制引导线可以为函数曲线，该函数曲线可以为二次曲线或多段圆弧线，每条控制引导线都基于其蜗壳断面上对应的点，且该控制引导线在蜗壳断面处应与该断面所在平面垂直，通过各蜗壳断面及其控制引导线拉伸得到蜗壳的面，最后参数化蜗壳断面的厚度，采取均匀过渡，得到蜗壳实体。

这样就可以实现水电站混流式水轮机蜗壳的三维模型，且全由参数进行控制，可以通过修改局部坐标系的控制参数(即各断面中心点到蜗壳中心的距离)可以方便修改局部坐标，且所有蜗壳断面都是基于各局部坐标系建立的，因此某个局部坐标系修改后，该蜗壳断面曲线可以自动更新，而控制引导线又是基于局部坐标系以及蜗壳断面曲线建立的，这样控制引导线也会自动更新，蜗壳面以及蜗壳实体的形成也紧接着更新，方便工作人员进行计算和设计，且参数化蜗壳断面的厚度，采取均匀过渡，可以是蜗壳内壁更为光滑，这样得到的蜗壳实体模型保持了与真实蜗壳体的一致性，保证的结构计算分析的准确性和可靠性。