高超声速飞行器气动/隐身优化设计方法 被引量：12

1

作者 焦子涵 邓帆 +3 位作者 刘辉 陈林 付秋军 尘军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1031-1040,共10页

针对高超声速飞行器气动布局设计中气动设计与隐身设计矛盾的问题,采用高精度气动和隐身计算方法,建立了基于直接全局优化算法、二次曲线参数化方法和Kriging代理模型的多学科优化设计平台,并对典型高超声速布局升力体外形开展气动/隐... 针对高超声速飞行器气动布局设计中气动设计与隐身设计矛盾的问题,采用高精度气动和隐身计算方法,建立了基于直接全局优化算法、二次曲线参数化方法和Kriging代理模型的多学科优化设计平台,并对典型高超声速布局升力体外形开展气动/隐身一体化优化设计研究。结果表明:升力体布局典型状态下升阻比由3.13提高到3.69,考虑垂直极化和水平极化状态,俯仰±30°的雷达散热截面(RCS)均值下降60%以上,表明该平台具有良好的寻优能力,风洞试验结果验证了优化算法的可行性;高超声速飞行器的机身和翼/舵等部件具有显著的绕射特性,物理光学法等高频算法不能准确捕捉前后缘绕射,应当采用矩量法计算其RCS特性;高超声速飞行器的垂直极化和水平极化的RCS特性差异巨大,在设计中应当予以考虑。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 气动/隐身设计 参数化建模 矩量法(MOM) 直接全局优化算法

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离心泵叶轮的参数化设计 被引量：7

2

作者 张人会 郑凯 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期417-421,共5页

对离心泵叶轮优化设计存在的问题进行了详细的阐述,离心泵叶轮优化设计的主要困难在于复杂的内流道形状及其与泵水力性能间复杂的隐式关系,对基于NURBS的曲面设计方法、基于自由曲面变形方法及偏微分方程方法 3种离心泵叶轮参数化设计... 对离心泵叶轮优化设计存在的问题进行了详细的阐述,离心泵叶轮优化设计的主要困难在于复杂的内流道形状及其与泵水力性能间复杂的隐式关系,对基于NURBS的曲面设计方法、基于自由曲面变形方法及偏微分方程方法 3种离心泵叶轮参数化设计方法的研究进行了详细的介绍.为了减少计算量,采用偏微分方程方法对离心泵叶片几何形状进行参数化控制,参数化控制偏微分方程的边界条件,假定方程中的控制参数a(u,v)为常量1,采用响应面方法对泵叶轮进行优化设计,根据试验及模拟结果进行二阶多项式响应面回归,分析发现二阶多项式响应关系不能反映离心泵叶轮设计目标与控制变量间的复杂的非线性关系.为此,在此基础上提出采用偏微分方程构建设计目标的偏微分超曲面响应,数值求解多维空间上偏微分方程的边值问题,进行优化分析得到最优设计.优化设计实例计算结果表明提出的理论及方法是合理的. 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 参数化 响应面法 优化设计

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基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计 被引量：12

3

作者 张人会 郭苗 +1 位作者 杨军虎 刘宜 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第11期943-947,954,共6页

针对水力机械优化设计过程中存在计算量巨大、叶型的控制及修改不便等问题,提出了基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计方法.以某低比转数离心泵叶轮为研究对象,采用泰勒展开法进行离心泵叶片形状的参数化控制.将泵内流动控制方程作为优化... 针对水力机械优化设计过程中存在计算量巨大、叶型的控制及修改不便等问题,提出了基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计方法.以某低比转数离心泵叶轮为研究对象,采用泰勒展开法进行离心泵叶片形状的参数化控制.将泵内流动控制方程作为优化问题的约束条件,通过引入伴随变量将约束优化问题变为无约束优化问题,推导了目标函数的变分形式、伴随方程及伴随变量在计算域各边界上的边界条件.根据伴随方法计算目标函数对设计变量的梯度矢量,在任意给定的初始直叶片的基础上沿梯度矢量反方向不断更新叶片形状,直至目标函数达到最小值时即为最优设计.由于在目标函数的变分中不包含流场参数的变分,在一次优化迭代中只需要计算流场及伴随变量场各一次,大大减少了叶轮优化过程的计算量.算例计算结果表明所提出的离心泵叶轮伴随优化方法是可行的. 展开更多

关键词 离心泵 伴随方法 参数化控制 优化设计

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基于装配级关联的产品装配模型整体参数化设计方法研究及应用 被引量：4

4

作者 吴卫东 廖文和 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第8期72-75,138,共5页

针对装配模型整体参数化设计的需求,提出了基于装配级关联的装配模型整体参数化设计方法,并结合所开发的某车床的系列化快速设计系统中产品级快速响应模型,进行了实际应用。对基于约束的参数化设计方法和基于特征的参数化设计方法分别... 针对装配模型整体参数化设计的需求,提出了基于装配级关联的装配模型整体参数化设计方法,并结合所开发的某车床的系列化快速设计系统中产品级快速响应模型,进行了实际应用。对基于约束的参数化设计方法和基于特征的参数化设计方法分别进行阐述,对基于装配级关联的装配模型整体参数化设计方法的实施过程、如何进行产品装配组成结构的分析、如何进行产品组件的关联分析及表述进行了研究,并结合某车床的快速设计模型对该方法进行说明。 展开更多

关键词 装配级关联 整体参数化 产品装配模型 设计方法

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基于横向函数法的船体型线设计方法 被引量：2

5

作者 刘阳 林焰 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期95-97,共3页

船体型线设计是船舶设计过程中的重要环节.在对各种现有的基于数学船型表达的型线设计方法进行优缺点比较的基础上,提出了基于横向函数法的船体型线设计方法,即先用数学函数表达纵剖线,然后沿宽度方向将变化的纵剖线的参数表达为横向的... 船体型线设计是船舶设计过程中的重要环节.在对各种现有的基于数学船型表达的型线设计方法进行优缺点比较的基础上,提出了基于横向函数法的船体型线设计方法,即先用数学函数表达纵剖线,然后沿宽度方向将变化的纵剖线的参数表达为横向的函数关系,并举例对该方法的实用性及局限性进行了分析.经研究认为可以使用横向函数法解决型线设计中的某些特殊问题,如不对称船型和破损船型,将其与现有方法配合使用可以更好地进行型线设计. 展开更多

关键词 船体型线 数学船型 横向函数法 参数化设计

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基于参数化建模的包带式星箭连接结构优化设计 被引量：3

6

作者 武新峰 刘观日 +1 位作者 雷勇军 李谨 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期6-12,共7页

采用MSC.Patran参数化建模和遗传算法进行包带式星箭连接结构优化设计。首先给出了包带连接结构二维轴对称模型优化设计过程中涉及的V形卡块刚度等效、包带预紧力模拟和载荷施加方法,以及强度和刚度约束条件、优化目标等内容;然后以某... 采用MSC.Patran参数化建模和遗传算法进行包带式星箭连接结构优化设计。首先给出了包带连接结构二维轴对称模型优化设计过程中涉及的V形卡块刚度等效、包带预紧力模拟和载荷施加方法,以及强度和刚度约束条件、优化目标等内容;然后以某直径为3m的包带连接结构为例进行了优化设计,并分析了对接框内延伸段长度和端头高度对应力及变形的影响;最后建立三维有限元模型进行静力分析。结果表明(1)该方法适用于包带连接结构的优化设计;(2)增加对接框内延伸段长度和端头高度能够提高整体连接刚度;(3)三维有限元模型与轴对称模型计算结果一致,验证了轴对称模型分析方法的正确性,以及V形卡块等效和预紧力模拟方法的有效性。 展开更多

关键词 包带连接结构 参数化建模 遗传算法 优化设计

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基于SolidWorks直齿圆锥齿轮参数化设计及有限元分析 被引量：2

7

作者 李震 李强 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第10期44-46,共3页

论述利用三维软件SolidWorks进行直齿圆锥齿轮参数化建模的具体方法,用该方法开发出直齿圆锥齿轮参数化程序;通过运行程序生成直齿圆锥齿轮三维模型,对模型在载荷作用下的应力状态应用COSMOS/Works做了有限元仿真分析,整个研究过程对齿... 论述利用三维软件SolidWorks进行直齿圆锥齿轮参数化建模的具体方法,用该方法开发出直齿圆锥齿轮参数化程序;通过运行程序生成直齿圆锥齿轮三维模型,对模型在载荷作用下的应力状态应用COSMOS/Works做了有限元仿真分析,整个研究过程对齿轮模型库开发、改进和优化齿轮设计参数等都有一定参考价值,同时为综合利用三维软件的各种功能提供借鉴。 展开更多

关键词 直齿圆锥齿轮 参数化设计 有限元分析

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插肩袖拟合法参数变化影响性实验研究 被引量：1

8

作者 刘咏梅 张闪 吴静红 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期317-323,共7页

利用基于原型衣袖的插肩袖拟合结构设计方法,对插肩袖的各结构参数包括插肩袖倾斜角度、后背宽、胸宽、胸围、袖窿深、袖口、袖肥等的变化进行了影响性实验和数据分析,探讨了各参数变化对插肩袖成型形态的影响以及优化的参数配伍.该研... 利用基于原型衣袖的插肩袖拟合结构设计方法,对插肩袖的各结构参数包括插肩袖倾斜角度、后背宽、胸宽、胸围、袖窿深、袖口、袖肥等的变化进行了影响性实验和数据分析,探讨了各参数变化对插肩袖成型形态的影响以及优化的参数配伍.该研究为插肩袖准确快速设计提供了优化方法,并为插肩袖CAD柔性模型设计提供了支持. 展开更多

关键词 插肩袖 优化设计 拟合法 参数化

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跨音速翼型反设计的一种大范围收敛方法 被引量：2

9

作者 崔凯 杨国伟 +1 位作者 马小亮 陈大伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期157-163,共7页

求解跨音速翼型的反设计问题时,传统的梯度型方法一般均为局部收敛.为增大求解的收敛范围,依据同伦方法的思想,通过构造不动点同伦,将原问题的求解转化为其同伦函数的求解,并依据拟Sigmoid函数调整同伦参数以提高计算效率,进而构造出一... 求解跨音速翼型的反设计问题时,传统的梯度型方法一般均为局部收敛.为增大求解的收敛范围,依据同伦方法的思想,通过构造不动点同伦,将原问题的求解转化为其同伦函数的求解,并依据拟Sigmoid函数调整同伦参数以提高计算效率,进而构造出一种具有较高计算效率的大范围收敛反设计方法.数值算例以RAE2822翼型的表面压力分布为拟合目标,分别采用B样条方法,PARSEC方法及正交形函数方法等3种不同的参数化方法,并分别以NACA0012,OAF139及VR15翼型为初始翼型进行迭代计算.计算结果证明,该方法适用于多种参数化方法,且具有较好的计算效率,从多个不同的初始翼型出发,经较少次数迭代后,均能与目标翼型很好地拟合,是一种高效的大范围收敛方法. 展开更多

关键词 同伦方法 跨音速翼型 反设计 参数化 雷诺平均N-S方程

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基于综合非线性优化方法的倒张型悬索桥非线性优化设计 被引量：3

10

作者 郑玉国 袁万城 屈本宁 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期58-62,共5页

提出随机优化、零阶优化和一阶优化相结合的综合非线性优化方法,并通过对ANSYS程序的二次开发编制全面优化设计和非线性有限元分析的综合辅助程序,从而对倒张型悬索桥进行非线性优化设计,以更合理地确定倒张型悬索桥设计中的关键因素,... 提出随机优化、零阶优化和一阶优化相结合的综合非线性优化方法,并通过对ANSYS程序的二次开发编制全面优化设计和非线性有限元分析的综合辅助程序,从而对倒张型悬索桥进行非线性优化设计,以更合理地确定倒张型悬索桥设计中的关键因素,最终使倒张型悬索桥的受力和变形达到均匀合理的状态,以利于实际工程设计和应用。从优化设计前后的对比可以看出,本文的综合非线性优化方法和综合辅助程序简单有效,优化的效果显著。 展开更多

关键词 倒张型悬索桥 非线性优化设计 综合非线性优化方法 参数化建模 ANSYS二次开发

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基于MDO方法的离心式压气机设计系统 被引量：1

11

作者 于明 刘永寿 +2 位作者 李磊 王新军 岳珠峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期239-244,共6页

针对离心式压气机设计中存在流—热—固耦合的问题,文中进行离心式压气机的多学科设计优化研究,基于多学科可行方法,建立离心式压气机的多学科设计优化系统。利用非均匀有理B样条曲线和五次多项式,分别构建径流式叶片型线和扩压器叶片型... 针对离心式压气机设计中存在流—热—固耦合的问题,文中进行离心式压气机的多学科设计优化研究,基于多学科可行方法,建立离心式压气机的多学科设计优化系统。利用非均匀有理B样条曲线和五次多项式,分别构建径流式叶片型线和扩压器叶片型线,通过特征造型技术,建立离心式压气机参数化模型。采用线性插值方法和网格重生成方法,完成对温度、气压和变形耦合信息传递。在压气机参数化建模和多学科耦合分析的基础上,以总压比、等熵效率和流量为优化目标,对某离心式压气机进行设计优化,实现其综合性能的改善。所建多学科设计优化系统可以推广到其他多场耦合系统的设计。 展开更多

关键词 离心式压气机 多学科设计优化 参数化 耦合分析 多学科可行优化

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有理曲面的截面设计方法 被引量：2

12

作者 康宝生 《工程图学学报》 CSCD 1992年第2期6-12,共7页

本文在分析张量积有理B样条蒙皮面曲面方法不足的基础上,给出了用截面外形设计原理构造有理蒙皮曲面、回转曲面及扫掠曲面的方法,并提出了对G^1连续的有理曲线进行重新参数化使其达到C^1连续的方法。文中的实例表明用该方法能够产生满... 本文在分析张量积有理B样条蒙皮面曲面方法不足的基础上,给出了用截面外形设计原理构造有理蒙皮曲面、回转曲面及扫掠曲面的方法,并提出了对G^1连续的有理曲线进行重新参数化使其达到C^1连续的方法。文中的实例表明用该方法能够产生满足设计要求的参数曲面。 展开更多

关键词 曲面 截面 设计 电子计算机 CAD

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一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用 被引量：7

13

作者 刘慧娟 傅为农 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期125-130,共6页

提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖... 提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖分方法和交换对角线技术提高网格单元质量。对电机的参数化网格剖分模型进行FEM计算,利用表面响应法对FEM计算的结果进行处理,构建电机的优化模型,再利用粒子群优化算法寻求优化模型的最优解,得到电机的最优结构参数。将该方法应用于电机优化设计的两个实例,验证了其有效性。 展开更多

关键词 参数化网格 有限元 电机 优化设计 表面响应法 粒子群优化算法

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锥围带线切割夹具的参数化设计 被引量：1

14

作者 杨春雨 赵立海 来庆秀 《汽轮机技术》 北大核心 2004年第1期79-80,共2页

阐述锥围带型线孔的线切割夹具的参数化设计,以提高设计的精度、速度和生产周期。

关键词 锥围带 参数化 线切割夹具

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叶栅气动反问题的伴随优化解法及应用 被引量：3

15

作者 朱玉杰 琚亚平 +1 位作者 戴韧 张楚华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期138-144,共7页

伴随方法是目前流体机械优化设计领域的研究热点,具有计算量与设计变量数目基本无关的优点。鉴于以往相关研究尚未将伴随方法用于有分离流动条件下的叶栅气动反问题设计,建立了一套集叶片几何参数化、网格生成、流场求解、伴随场求解与... 伴随方法是目前流体机械优化设计领域的研究热点,具有计算量与设计变量数目基本无关的优点。鉴于以往相关研究尚未将伴随方法用于有分离流动条件下的叶栅气动反问题设计,建立了一套集叶片几何参数化、网格生成、流场求解、伴随场求解与优化求解于一体的叶栅气动反问题的优化求解方法,从减弱流动分离的角度出发,通过给定更合适的叶片表面压力分布,完成了叶栅反问题求解。研究表明,所得叶片吸力面型线更为平缓,在所研究的2种攻角下的尾缘附近流动分离较优化前得到了有效缓解。该研究有利于发展高效、宽工况叶栅设计技术,并可为复杂流体机械部件的先进设计奠定理论基础。 展开更多

关键词 叶栅 几何参数化 伴随方法 反问题 优化设计

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基于等强度理论的轮盘优化设计方法研究 被引量：10

16

作者 章胜 赵明 +2 位作者 陆山 张国乾 陈养惠 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第9期1322-1326,共5页

为了满足航空发动机高的推重比,各个零部件的质量都有很严格的要求。轮盘作为发动机中的转子部件,对其结构设计也相当重要。首先基于等强度盘理论,了解了等强度盘存在的可能性及其设计方法。并通过有限元法掌握了结构设计和优化的理论... 为了满足航空发动机高的推重比,各个零部件的质量都有很严格的要求。轮盘作为发动机中的转子部件,对其结构设计也相当重要。首先基于等强度盘理论,了解了等强度盘存在的可能性及其设计方法。并通过有限元法掌握了结构设计和优化的理论知识。再利用ANSYS有限元分析软件,建立了轮盘结构优化设计模型,选取了结构优化设计中的变量。然后对某型航空发动机压气机轮盘进行了优化设计,在满足同样的应力约束条件下,优化后轮盘的质量比传统方法优化结果减轻了10.27%。 展开更多

关键词 轮盘 结构设计 有限元方法 优化

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大射电望远镜馈源舱AB轴机构转动装置的优化设计 被引量：2

17

作者 贾彦辉 李建军 王宇哲 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第7期1058-1061,共4页

从大射电望远镜馈源舱AB轴机构转动装置的结构出发,分析目前AB轴机构设计中驱动力矩过大的原因,完成AB轴机构转动装置的优化设计。在目前AB轴机构的结构设计基础上,从A轴、B轴驱动的负载力矩出发,对A轴、B轴的转动装置进行了结构优化,... 从大射电望远镜馈源舱AB轴机构转动装置的结构出发,分析目前AB轴机构设计中驱动力矩过大的原因,完成AB轴机构转动装置的优化设计。在目前AB轴机构的结构设计基础上,从A轴、B轴驱动的负载力矩出发,对A轴、B轴的转动装置进行了结构优化,重新设计了转动中心的位置,通过有限元仿真分析,得出了优化前后AB轴机构的结构变形。结果表明:优化后AB轴机构的最大变形量较改进前有所减小。 展开更多

关键词 大射电望远镜 机构 优化设计 有限元分析

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基于实验设计和生死单元技术的时变质量杆件轴向振动问题研究 被引量：1

18

作者 贾德君 李范春 马雪松 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1118-1128,共11页

为研究固体火箭轴向振动问题,将火箭体系简化为时变质量轴向振动杆件。应用生死单元技术对时变质量杆件指定区域内均布质量的损失进行模拟。应用参数化方法将杆件的弹性模量及指定区域内均布质量线密度进行参数化,应用拉丁超立方抽样方... 为研究固体火箭轴向振动问题,将火箭体系简化为时变质量轴向振动杆件。应用生死单元技术对时变质量杆件指定区域内均布质量的损失进行模拟。应用参数化方法将杆件的弹性模量及指定区域内均布质量线密度进行参数化,应用拉丁超立方抽样方法 (LHS)及平面蒙特卡洛抽样方法 (PMC)对时变质量杆件与恒定质量杆件的轴向振动问题进行2因素50水平实验设计,批量计算了不同工况下的杆件轴向振动响应。计算结果表明:基于实验设计和生死单元技术的参数化研究方法可以高效地对时变质量结构动力响应问题进行研究。应用LHS及PMC对杆件轴向振动问题进行研究时,可以得到与应用完备实验对杆件轴向振动问题进行研究时所得结论相类似的定性结论。部分工况下,恒定质量杆件的最大轴向振动响应明显小于时变质量杆件的最大轴向振动响应。依据恒定质量体系动力响应特性对箭体进行设计时,无法保证箭体及箭载设备的安全性。 展开更多

关键词 固体火箭 振动 时变质量 生死单元 实验设计 参数化 拉丁超立方

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基于元结构的立柱结构动态优化设计 被引量：1

19

作者 仇家强 张健 +1 位作者 牛卫朋 王可 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第12期54-58,共5页

为提高加工中心立柱的动态特性,基于元结构理论从立柱内部筋板、外部框架分别进行优化。针对文中研究对象内部大部分元结构尺寸相同的特点,采用参数化设计方法优化元结构尺寸,提高了优化效率。元结构的拓扑型式根据扩展结构的动态特性选... 为提高加工中心立柱的动态特性,基于元结构理论从立柱内部筋板、外部框架分别进行优化。针对文中研究对象内部大部分元结构尺寸相同的特点,采用参数化设计方法优化元结构尺寸,提高了优化效率。元结构的拓扑型式根据扩展结构的动态特性选定,该方法比传统方法中根据元结构单体的动态特性选定型式更准确。外部框架根据原立柱模态分析结果进行优化。最后综合立柱内、外部优化分析结果,给出了动态优化效果、改进难度与成本各有优劣的两个优化方案,为加工中心的改进提供参考。 展开更多

关键词 有限元法 元结构 参数化设计 扩展结构 动态优化

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基于BIM技术的隧道洞口二三维同步设计方法研究 被引量：7

20

作者 徐博 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第1期138-145,共8页

为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心... 为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心数据库的隧道洞口二、三维同步设计方法;利用数字地形高程生成网格化地形模型,基于三维线路中线定位动态剖切地形模型生成横、纵断面,参数化驱动洞门设计模板图元,选取与地形适应的洞门类型并确定洞口位置;通过二三维互动的参数化交互方式设计边仰坡开挖及支护参数、明洞回填高度与坡度、端墙式洞门结构参数、洞口截水沟及超前大管棚设计参数;最后,通过这些设计参数同步生成三维BIM模型与二维设计图纸,并统计相关工程数量。利用C#、C++API接口研发了“隧道洞口二三维同步设计系统”。通过在西十、西康高铁项目中应用表明,该方法与系统符合设计习惯,能够实现隧道洞口工程的二维与三维设计与成果输出,在后续项目中具有推广应用价值。 展开更多

关键词 隧道洞口 BIM OpenRaildesigner 设计方法 参数化 数量计算

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