CN105488294B - 一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法。所述飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法包括如下步骤步骤1：对待提取管路的三维模型制作该待提取管路的属性面边图；步骤2：根据所述步骤1中的属性面边图，并通过管路端面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路端面；步骤3：根据所述步骤1中的管路端面数据，通过管路流面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路流面；步骤4：将所述步骤3中搜索出的管路流面进行管路流面分组；步骤5：根据所述步骤4中的数据，提取所述待提取管路中的几何数据。采用这种方法，能够使管路建模与仿真形成了真正的自动化与集成化，节省了大量时间与精力。

Description

一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法
技术领域
本发明涉及飞机管路设计技术领域，特别是涉及一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法。
背景技术
目前，飞机管路一般在CAD软件中建模，在CAE软件中进行流动性能仿真，仿真结果若不满足设计要求，则需在CAD软件中进行新一轮迭代。流动性能仿真所用的输入模型需在CAD模型基础上进行大量几何分析与提取，若手工完成，耗费大量时间与精力，影响设计效率。因此，需要一种自动提取飞机管路流动性能仿真几何信息的方法。
目前，飞机管路流动性能仿真几何信息的提取方法是：基于飞机设计软件提供的接口方法提取。其缺点是：第一、需要管路模型包含设计过程信息，该方法对无设计过程信息的模型无能为力；第二、由于飞机设计软件接口方法的差异性，该方法只能针对一种飞机设计软件，不具有通用性。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，所述飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法包括如下步骤：步骤1：对待提取管路的三维模型制作该待提取管路的属性面边图；步骤2：根据所述步骤1中的属性面边图，并通过管路端面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路端面；步骤3：根据所述步骤2中的管路端面数据，通过管路流面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路流面；步骤4：将所述步骤3中搜索出的管路流面进行管路流面分组；步骤5：根据所述步骤1至所述步骤4中的数据，提取所述待提取管路中的几何数据。
优选地，所述步骤1中的制作该待提取管路的属性面边图具体包括：提取待提取管路的三维模型中的每一个面以及与该面相关的每条边的属性参数，其中，两个相接触的面所共有的边的属性参数只提取一次。
优选地，所述步骤2中的管路端面搜索方法具体为：步骤21：找出所述待提取管路的属性面边图中的所有圆环面；步骤22：将每一个圆环面进行外法向偏移，从而形成对比用圆环面；步骤23：判断对比用圆环面是否与待提取管路的三维模型具有交点，如果否，则认为该圆环面为管路端面；如果是，则认为该圆环面不是管路端面。
优选地，所述步骤22中的法向偏移量为0.01至0.1毫米之间；所述步骤22中的对比用圆环面的直径等于或者大于与其对应的圆环面。
优选地，所述管路流面搜索方法具体为：步骤31：选取任意一个管路端面的内环中的任意一个曲线，称该曲线为第一曲线；步骤32：获取所述步骤1中所得到的曲线所连接的两个面，并判断该两个面是否为管路端面，若是，则弃用；若否，则进行下一步，并称该面为种子面；步骤33：取该种子面的除第一曲线外的其他曲线，并分别取每条曲线所连接的两个面，并判断各个面所共同组成的组合面的外环是否为所述步骤31中的管路端面的内环，如果是，则认为当前的组合面中的每一个面均为管路流面；若否，则将所述组合面设置为第二种子面，并重复所述步骤33，直至所述判断为是为止。
优选地，所述步骤4中的所述管路流面进行管路流面分组的方法具体为：步骤41：将管路流面中面类型相同、相互连接并且起始位置相同的面划分为一组，从而形成多个组合面；步骤42：对每个组合面的任意一个面元素进行再组合，从而将起始点与终止点相互连接的组合面进行再次组合，形成连接组合面。
优选地，所述属性参数包括：面类参数：面类标识值、边列表、面类型、特征点、特征边、第一半径、第二半径、向量；边类参数：边类标识值、面列表、边类型、半径、角度、中心点、平面、向量。
本发明的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法在分析飞机管路建模与仿真集成的需求基础上，针对飞机管路零件中的导管与接头实体几何拓扑关系复杂，流动性能仿真几何信息自动提取方法不通用等现状，基于属性面边图对管路与接头等零件的任意模型实现了仿真几何信息的自动分析与提取。使用该技术使管路建模与仿真形成了真正的自动化与集成化，节省了大量时间与精力，大大提高了管路设计效率，实现了管路设计质的飞跃，经实践证明，该技术通用有效，满足工程需求。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的采用飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法进行管路提取的管路结构示意图。
图2为图1所示管路结构的几何数据参数示意图。
附图标记：
1 种子面 2 管路端面
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法包括如下步骤步骤1：对待提取管路的三维模型制作该待提取管路的属性面边图；步骤2：根据所述步骤1中的属性面边图，并通过管路端面搜索方法搜索出待提取管路中的管路端面；步骤3：根据步骤1中的管路端面数据，通过管路流面搜索方法搜索出待提取管路中的管路流面；步骤4：将步骤3中搜索出的管路流面进行管路流面分组；步骤5：根据步骤1至步骤4中的数据，提取待提取管路中的几何数据。
在本实施例中，步骤1中的制作该待提取管路的属性面边图具体包括：提取待提取管路的三维模型中的每一个面以及与该面相关的每条边的属性参数，其中，两个相接触的面所共有的边的属性参数只提取一次。
在本实施例中，步骤2中的管路端面搜索方法具体为：步骤21：找出待提取管路的属性面边图中的所有圆环面；步骤22：将每一个圆环面进行外法向偏移，从而形成对比用圆环面；步骤23：判断对比用圆环面是否与待提取管路的三维模型具有交点，如果否，则认为该圆环面为管路端面；如果是，则认为该圆环面不是管路端面。
在本实施例中，步骤22中的法向偏移量为0.01至0.1毫米之间；步骤22中的对比用圆环面的直径等于或者大于与其对应的圆环面。可以理解的是，该偏移量过大，有可能会使对比用圆环面与其他面干涉。
在本实施例中，管路流面搜索方法具体为：步骤31：选取任意一个管路端面的内环中的任意一个曲线，称该曲线为第一曲线；步骤32：获取步骤1中所得到的曲线所连接的两个面，并判断该两个面是否为管路端面，若是，则弃用；若否，则进行下一步，并称该面为种子面；步骤33：取该种子面的除第一曲线外的其他曲线，并分别取每条曲线所连接的两个面，并判断各个面所共同组成的组合面的外环是否为步骤31中的管路端面的内环，如果是，则认为当前的组合面中的每一个面均为管路流面；若否，则将组合面设置为第二种子面，并重复所述步骤32，直至所述判断为是为止。
在本实施例中，步骤4中的管路流面进行管路流面分组的方法具体为：步骤41：将管路流面中面类型相同、相互连接并且起始位置相同的面划分为一组，从而形成多个组合面；步骤42：对每组组合面的任意一个面元素进行再组合，从而将起始点与终止点相互连接的组合面进行再次组合，形成连接组合面。
在本实施例中，属性参数包括：面类参数：面类标识值、边列表、面类型、特征点、特征边、第一半径、第二半径、向量。具体地，面类标识值为面的唯一标识值；边列表为面所包含的边的列表；面类型为：圆柱面、圆锥面、球面、倒圆面、平面圆环面、圆环面、平面圆以及其他(不规则形状)。特征点为包括起始点、中间点与终止点；特征边为包括起始边与终止边；第一半径为包括起始半径r1与终止半径r2(r1≤r2)、第二半径为上述的圆柱面、球面、倒圆面以及圆环面这几类类型面的半径r。
边类参数：边类标识值、面列表、边类型、半径、角度、中心点、平面、向量。具体地，边类标识值为面的唯一标识值；面列表为与边相连的面列表；边类型为圆圈、直线以及其他(不规则形状)。半径为圆圈半径；角度为圆圈角度(0-2PI)；中心点为圆圈的圆心，其他曲线的中心点；平面为圆圈所在平面；向量为圆圈的法向，直线的方向向量。
下面以举例的方式对本发明所提供的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法进行阐述，可以理解的是，下述阐述为示例性阐述，并非对本发明的任何限制。
图1是根据本发明第一实施例的采用飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法进行管路提取的管路结构示意图。图2为图1所示管路结构的几何数据参数示意图。
图1中为三通接头。
按照本发明所述的方法，首先对待提取管路的三维模型制作该待提取管路的属性面边图，从而获取该三通接头的所有圆环面。通过所述步骤2，得到三个管路端面。选取任意一个管路端面的内环中的任意一个曲线，称该曲线为第一曲线；获取步骤1中所得到的曲线所连接的两个面，并判断该两个面是否为管路端面，若是，则弃用；若否，则进行下一步，并称该面为种子面；通过该种子面获得管路流面。并将各个管路流面进行分组，并对所有分组后的管路流面进行信息提取与结点排序后，最终输出结点、特征曲线和相应的信息。从而制作出图2所示的图。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法包括如下步骤：
步骤1：对待提取管路的三维模型制作该待提取管路的属性面边图；
步骤2：根据所述步骤1中的属性面边图，并通过管路端面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路端面；
步骤3：根据所述步骤2中的管路端面数据，通过管路流面搜索方法搜索出所述待提取管路中的管路流面；
步骤4：将所述步骤3中搜索出的管路流面进行管路流面分组；
步骤5：根据所述步骤1至所述步骤4中的数据，提取所述待提取管路中的几何数据。
2.如权利要求1所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述步骤1中的制作该待提取管路的属性面边图具体包括：
提取待提取管路的三维模型中的每一个面以及与该面相关的每条边的属性参数，其中，两个相接触的面所共有的边的属性参数只提取一次。
3.如权利要求2所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述步骤2中的管路端面搜索方法具体为：
步骤21：找出所述待提取管路的属性面边图中的所有圆环面；
步骤22：将每一个圆环面进行外法向偏移，从而形成对比用圆环面；
步骤23：判断对比用圆环面是否与待提取管路的三维模型具有交点，如果否，则认为该圆环面为管路端面；如果是，则认为该圆环面不是管路端面。
4.如权利要求3所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述步骤22中的法向偏移量为0.01至0.1毫米之间；所述步骤22中的对比用圆环面的直径等于或者大于与其对应的圆环面。
5.如权利要求3所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述管路流面搜索方法具体为：
步骤31：选取任意一个管路端面的内环中的任意一个曲线，称该曲线为第一曲线；
步骤32：获取所述步骤1中所得到的曲线所连接的两个面，并判断该两个面是否为管路端面，若是，则弃用；若否，则进行下一步，并称该管路端面为种子面；
步骤33：取该种子面的除第一曲线外的其他曲线，并分别取每条曲线所连接的两个面，并判断各个面所共同组成的组合面的外环是否为所述步骤31中的管路端面的内环，如果是，则认为当前的组合面中的每一个面均为管路流面；若否，则将所述组合面设置为第二种子面，并重复所述步骤33，直至所述判断为是为止。
6.如权利要求5所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述步骤4中的所述管路流面进行管路流面分组的方法具体为：
步骤41：将管路流面中面类型相同、相互连接并且起始位置相同的面划分为一组，从而形成多个组合面；
步骤42：对每个组合面的任意一个面元素进行再组合，从而将起始点与终止点相互连接的组合面进行再次组合，形成连接组合面。
7.如权利要求2所述的飞机管路流动性能仿真几何数据自动提取方法，其特征在于，所述属性参数包括：
面类参数：面类标识值、边列表、面类型、特征点、特征边、第一半径、第二半径、向量；
边类参数：边类标识值、面列表、边类型、半径、角度、中心点、平面、向量。
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