基于制造技术

本发明专利技术涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于3DE的风管三维建模系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种船舶数字化设计技术，特别涉及一种基于
3DE
的风管三维建模系统及方法
。

技术介绍

[0002]风管是通风和空调系统的重要组成部分，目前的设计流程，设计人员根据设计条件，在保证要求的风量分配前提下，通过设计计算，合理确定风管尺寸，并在此基础上基于背景信息进行风管布置
。
传统的二维设计手段，进行绘制时既费时又容易出现表达不清得情况，还需借助数字化手段，才能够完整反映风管系统的设计特点
、
布置情况，最终指导生产施工
。
但现有的数字化建模手段，没有将风管建模前的设计准备工作融入，降低了风管三维设计的效率
。
[0003]目前，
3DE
平台
(
基于云端的
3D
数字化协同设计
)
中具有很高的协同工作功能，逐渐成为设计建造单位使用的主流三维设计平台，其原生风管模块，即
HVAC
风管设计模块，基本设计模块可以实现系统模型的建模及布置，但存在如下问题：
1)
风管建模，其尺寸输入需要前期设计给定，效率较低；
2)
根据项目需要，事先在后台定制化配置规格书，降低了模块的可用性；
3)
通风附件布置需要根据风管尺寸事先选型，降低了放样的效率；
4)
一旦背景信息变化，风管尺寸调整，模型修改返工量较大
。
专利技术内容
[0004]针对上述风管设计
3D
建模存在的问题，提出了一种基于
3DE
的风管三维建模系统及方法，进一步提高风管建模效率
。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种基于
3DE
的风管三维建模系统，包括附件小样库
、
风管计算模块
、
附件全局更新模块；
[0006]所述附件小样库，用于提供各类型风管弯头
、
三通以及通风附件，各类小样均采用标准参数化建模；
[0007]所述风管计算模块，包括设计输入单元，风管尺寸计算单元和风管修改单元；设计输入单元，为风管尺寸计算模块提供计算输入，设计输入参数来源分为两个部分：
1)
背景信息拾取，
2)
设计人员设计输入；
[0008]风管尺寸计算单元，用于计算风管尺寸，为设计人员提供推荐尺寸；
[0009]风管修改单元，用于快速修改已经完成走向布置的风管模型尺寸；
[0010]所述附件全局更新模块，用于批量自动更新通风管路中插入的所有附件模型尺寸
。
[0011]一种基于
3DE
的风管三维建模方法，建立所述的基于
3DE
的风管三维建模系统，建模步骤如下：
[0012]步骤1，风管初步布置：基于舱室结构背景信息，根据设计需要拟定风管模型布置，即风管走向，风管模型布置期间按需调用建立的附件小样库，插入通风附件，完成通风管路
走向布置；
[0013]步骤2，通过风管计算模块中的设计输入单元，获取风管布置舱室相关信息；
[0014]步骤3，设计人员根据设计需要在设计输入单元中输入参数，同时选择风管类型；步骤4，根据步骤2和步骤3中设计输入，风管尺寸计算单元输出风管尺寸推荐值和实际管内流速，供设计人员参考，设计人员可以选择参考值也可自定义输入风管尺寸；
[0015]步骤5，设计人员在完成步骤4的基础上可以通过风管修改单元，拾取步骤1对应的风管模型布置即可完成风管模型尺寸的更新；
[0016]步骤6，自定义修改，利用风管修改单元拾取风管模型布置，获得风管模型布置对应信息，可直接修改尺寸，完成对应风管模型尺寸修改；
[0017]步骤7，通风附件全局更新，根据系统中存在的附件种类，批量自动进行附件适配，完成建模
。
[0018]进一步，所述步骤4中风管尺寸计算单元，通风量针对不同舱室，按规范和规则要求采用下述两种计算方法计算风量，并取两个中的最大值为确定风量，按确定风量和输入风管类型，给出风管尺寸推荐值；
[0019]第一种：按每小时换气次数计算通风量：
[0020]q
v1
＝
n1×
V1，其中，
q
v1
为通风量
(m3/h)、n1为换气次数
(
次
/h)、V1为舱容；
[0021]第二种：按热量计算：
[0022][0023]其中，
q
v2
为带走散热量所需风量
(m3/h)、Q2为舱室散热量
(kW)、
ρ
a
为空气密度，取
1.2kg/m3、c
a
为空气比热容，取
1.005kJ/(kg
·
K)、
Δ
T2为送风温度于舱室温度之差
(K)。
[0024]进一步，所述步骤7中通风附件全局更新的具体步骤：
[0025]1)
附件小样库：风管附件小样模板建模时，根据
3DE
平台建模规则，应规范使用节点类型，规范建模坐标系，创建端口，并规范端口几何尺寸参数命名，同时规范组织结构树；
[0026]2)
创建外部链接参数：根据风管尺寸在附件中创建外部链接参数，并建立附件尺寸参数与上述外部链接参数的等式关系；
[0027]3)
检索：通过读取风管两端是否有选择更新种类的附件，根据上述外部链接参数的等式关系，风管尺寸更新的同时完成附件尺寸的同步更新
。
[0028]进一步，所述步骤
1)
中建模坐标系：附件在建模时，其坐标系应符合如下要求：
[0029]第一
、Z
轴方向为附件的主方向；
[0030]第二
、X
轴负方向为管附件的支管方向；
[0031]第三
、
非同轴附件沿着
X
轴方向偏移
。
[0032]进一步，所述步骤
1)
中创建端口：类型为“HVAC Port”，风管附件端口应位于其自身和管路连接的接触平面上，方向与接触面垂直，并朝向所连接的目标管路
。
[0033]进一步，所述步骤
1)
中结构树：构建每个风管附件小样模型，采用
3DE
平台中的
GSD
进行轻量化建模或
Part Design
进行实体建模，建模后生成每个风管附件小样相应结构树后，再利用原生功能在结构树上插入新的几何图形集节点并进行规范化命名，所有风管附件小样的命名规则统一
。
[0034]进一步，所述
GSD
进行轻量化建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
3DE
的风管三维建模系统，其特征在于，包括附件小样库
、
风管计算模块
、
附件全局更新模块；所述附件小样库，用于提供各类型风管弯头
、
三通以及通风附件，各类小样均采用标准参数化建模；所述风管计算模块，包括设计输入单元，风管尺寸计算单元和风管修改单元；设计输入单元，为风管尺寸计算模块提供计算输入，设计输入参数来源分为两个部分：
1)
背景信息拾取，
2)
设计人员设计输入；风管尺寸计算单元，用于计算风管尺寸，为设计人员提供推荐尺寸；风管修改单元，用于快速修改已经完成走向布置的风管模型尺寸；所述附件全局更新模块，用于批量自动更新通风管路中插入的所有附件模型尺寸
。2.
一种基于
3DE
的风管三维建模方法，其特征在于，建立权利要求1所述的基于
3DE
的风管三维建模系统，建模步骤如下：步骤1，风管初步布置：基于舱室结构背景信息，根据设计需要拟定风管模型布置，即风管走向，风管模型布置期间按需调用建立的附件小样库，插入通风附件，完成通风管路走向布置；步骤2，通过风管计算模块中的设计输入单元，获取风管布置舱室相关信息；步骤3，设计人员根据设计需要在设计输入单元中输入参数，同时选择风管类型；步骤4，根据步骤2和步骤3中设计输入，风管尺寸计算单元输出风管尺寸推荐值和实际管内流速，供设计人员参考，设计人员可以选择参考值也可自定义输入风管尺寸；步骤5，设计人员在完成步骤4的基础上可以通过风管修改单元，拾取步骤1对应的风管模型布置即可完成风管模型尺寸的更新；步骤6，自定义修改，利用风管修改单元拾取风管模型布置，获得风管模型布置对应信息，可直接修改尺寸，完成对应风管模型尺寸修改；步骤7，通风附件全局更新，根据系统中存在的附件种类，批量自动进行附件适配，完成建模
。3.
根据权利要求2所述基于
3DE
的风管三维建模方法，其特征在于，所述步骤4中风管尺寸计算单元，通风量针对不同舱室，按规范和规则要求采用下述两种计算方法计算风量，并取两个中的最大值为确定风量，按确定风量和输入风管类型，给出风管尺寸推荐值；第一种：按每小时换气次数计算通风量：
q
v1
＝
n1×
V1，其中，
q
v1
为通风量
(m3/h)、n1为换气次数
(
次
/h)、V1为舱容；第二种：按热量计算：其中，
q
v2
为带走散热量所需风量
(m3/h)、Q2为舱室散热量
(kW)、
ρ
a
为空气密度，取
1.2kg/m3、c
a
为空气比热容，取
1.005kJ/(kg
·
K)、
Δ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，邱雨，杨中源，彭佳杰，国世乾，代黎博，林睿，王树信，陈旭，汪海燕，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：