温室穹顶结构大尺度网格优化研究

某温室花园穹顶屋面曲率变化大、网格尺度大,原建筑方案网格尺寸大小不一,网格均匀性连续性较差。在原网格的基础上进行曲面重建,分别采用曲面参数域细分法、气泡法以及曲面近似展开贴面法对大面温室网格进行划分,采用自适应三角形网格推进法对连桥网格进行划分。结果表明：曲面细分法网格流畅性好,网格均匀性较差;气泡法网格均匀性较好,网格流畅性差,网格存在局部奇异点;基于曲面近似展开的贴面法网格,大面网格均匀性及流畅性均有明显改善,网格无奇异点,对于曲率变化较大的大尺度屋盖,可采用该方法进行网格划分。     

基于自定义单元法的自由曲面网格划分研究北大核心CSCD

为实现对任意自由曲面的建筑网格划分,采用自定义单元法,以网格节点为对象,以"代"为整体进行节点推进。首先,根据节点的演化规律进行网格单元自定义。其次,在节点推进过程中,根据曲面特征进行单元选择生成下代节点,自适应曲面尺寸变化,将每一推进步单元"组装",建立网格拓扑的参数化表达;采用黎曼度量表征单元节点参数距离,考虑适应曲面曲率特征,确定节点参数坐标。最后,参数网格映射到自由曲面形成空间网格结构。结果表明,自定义单元法能够通过参数选择实现对网格规模和形式的量化控制,为自由曲面提供多样化网格划分方案,生成的网格杆件均匀、线条流畅、形式多样。     

自由曲面单层网格的智能布局设计研究

单层网格结构的网格划分标准不同于有限元网格的划分,它更侧重于以定性要求为标准的网格质量评价。为满足自由曲面单层网格杆件长度尽量一致、分布尽量均匀、过渡尽量流畅的要求,以自由曲面优化找形为前提,基于网格形状和单元长度的网格质量衡量标准,编制智能化网格设计程序。在整个布局设计过程中,首先通过拓扑不变的原则将空间问题转化为平面问题。其次,利用空间映射原理将在平面参考域上布置好的网格映射回三维空间曲面。最后,通过对初始拓扑网格进行智能化的修正和优化,保证所有杆件长度一致、网格布置美观的效果。通过在上海世博轴阳光谷工程中的实际应用证明,该方法操作简单,效果理想。且若采用不同拓扑关系布置的网格可以生成同样要求的最终杆件布置效果,供建筑师设计选用。     

自由形态B样条曲面网格生成的参数化方法研究(英文)

研究了自由曲面上网格的参数化生成方法.该方法利用了张量积曲面的特性,通过在曲面上提取等参线并等分等参线来生成网格.阐述了在B样条曲面上提取等参线(实质是B样条曲线)的原理,并给出了等参线等分以及由等参数生成网格的算法步骤.列举三个不同类型曲面上网格生成的例子,通过这些算例进一步介绍该方法的使用范围和使用策略.最后通过在实际工程中的应用案例表明该法的实用性及有效性.这一新网格生成技术能够划分出既均匀又美观的网格,可以广泛应用于自由曲面空间网格结构.     

面向3+2轴加工的复杂曲面划分算法

为了达到使用3+2轴机床分区加工复杂曲面的目的,提出一种基于聚类算法和法矢方向锥的二叉空间划分的复杂曲面划分算法。该方法将曲面在其参数域内划分为四边形区域,并将边界划分为原曲面的等参数线,使得该四边形区域在原曲面的参数域内为矩形,并且每个区域受其法矢锥的锥角所限制。使用二叉空间划分方法划分参数域,直至所有曲面的法矢锥的锥角满足约束条件。对于每个待划分曲面,可在聚类算法求解出的聚类中心之间,选择出参数域内最优的划分边界。使用UG/OPEN API进行了仿真实验,将某一复杂曲面分划为3个区域,并且所有区域的法矢锥的锥角小于45°。试验结果表明,在3+2轴加工中,可使用此曲面划分算法将原曲面划分为多个区域,并生成具有光滑边界且总量较少的一组曲面。     

自由曲面网格结构的力学性能研究

首先介绍了自由曲面网格结构网格划分方法的研究现状。其次,基于浙江大学空间结构研究中心自主研发的自由曲面网格划分专用软件ZD-Mesher,选取曲面展开和引导线法结合的网格划分方法,对同一曲面划分不同走向的网格。最后,根据自由曲面的网格,建立有限元分析模型,分析并比较同一曲面不同走向网格的力学性能。结果表明,由此得到的自由曲面网格,基本实现了美学与力学的兼顾统一。     

基于找形单元划分的薄膜结构实用裁剪方法研究

基于找形单元划分的薄膜结构实用裁剪方法 ,可以根据曲面上不同区域的曲率变化来选择裁剪线的布置 ,通过估算裁剪误差 ,达到一次将尽可能多的空间曲面展开的目的。通过在两个工程实例中的运用证明 ,所提出的方法有较好的经济性和实用性。     

基于BIM技术的大扭转双向曲面玻璃幕墙设计与施工

为解决传统大扭转双向曲面玻璃幕墙设计多角度旋转美感差的问题,基于建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)设计大扭转双向曲面玻璃幕墙,通过BIM技术的GH参数化划分扭转双向曲面玻璃幕墙表皮分格,分析大扭转双向曲面玻璃幕墙曲率,确定大扭转双向曲面玻璃幕墙结构,完成大扭转双向曲面玻璃...     

自由曲面索支撑空间网格结构形态优化

索支撑空间网格结构是一种新型的单层网壳形式,主要应用于玻璃采光顶结构中。由于目前对自由曲面索支撑空间网格结构形态方面的研究国内外还相对较少,为此提出了一套适用于该类结构的形态优化方法。该优化方法采用结构整体应变能为优化目标、结构高度为优化变量、共轭梯度法为优化算法。根据索支撑空间网格结构的建模方法,将优化结构整个曲面转化为优化结构的准线和母线。采用该方法对自由曲面索支撑空间网格结构进行形态优化研究,得到结论如下:首先,采用本文形态优化方法,收敛速度快,形态优化后结构的力学性能提高很大;其次,形态优化过程中平面四边形网格属性不变,优化变量少;最后,对优化后的离散网格重新进行拟合生成曲面,对该曲面重新划分网格,保证网格长度相等。重新划分网格为结构构件加工和施工提供了便利,而且结构力学性能削弱不大。     

由概念草图到物理模型的非标准建筑形态设计探索

公众审美日趋多元,非标准建筑形 态日渐增多。文章旨在探索非标准建筑形态 由设计草图到数字模型再到物理模型的工 作过程,为相关研究与工程实践提供参考。 首先阐释了非标准建筑形态创作背景,归纳 已有研究成果;再结合设计条件,提出非 标准建筑形态设计概念;然后根据设计概 念,应用Rev it建立数字模型,展开非标准 建筑形态曲面划分;最后应用激光切割设 备完成非标准建筑形态曲面数控建造,建 构物理模型。实践结果表明：非标准建筑形 态曲面网格划分形式对曲面平滑程度有显 著影响,参数化建模与数控加工技术的应 用有效提升了非标准建筑形态设计效率和 建造精度。因此,设计者应在非标准建筑形 态设计与建造过程中引入参数化建模和数 控加工技术,并通过调整曲面划分网格优 化非标准建筑形态的平滑度。