火电厂三维模型设计技术的探讨

火电厂三维模型的设计已是议事日程上的事情，它是由电力设计市场的需求，在我国，现阶段已具备了三维模型设计的条件，根据我院已完成的广东岭澳核电站除氧间三维设计的实践体验，火电厂三维模拟设计技术可从五个阶段来探讨。     

基于CATIA二次开发的重力坝三维模型构建

为实现不同方案下重力坝三维模型的快速构建,利用VB编程语言对CATIA三维建模软件进行二次开发,通过自动化对象编程(V5Automation)接口完成VB与CATIA的连接,以VB程序驱动CATIA软件的相关组件,构建重力坝三维模型。建模采用自上而下的骨架设计思路,对传统的装配方式进行改进,建立重力坝整体骨架对各坝段的约束,并结合CATIA软件的参数化设计特点论述多种方案下重力坝三维模型的快速建立方法,并以西藏某水电站为例构建了三种重力坝的典型布置方案。结果表明,使用CATIA二次开发技术能够快速、准确、智能地完成重力坝三维模型的构建,且可快速完成不同设计方案的优化与比选。     

同塔四回输电线路的电气间隙瓶颈

以无锡地区220kV同塔四回输电线路工程为例,通过分析线路在"四变二"时遇到的电气间隙问题,提出了构建三维坐标模型,将线路分割为节点坐标化校验的设计思路和方案。阐述了三维坐标模型的构建方式,将多相电线复杂交错的抽象空间转化为寻找两条轨迹之间最小距离的数学问题,较为直观准确地保证了输电线路电气安全。     

钢岔管三维参数化设计方法的研究与应用

针对现有的钢岔管三维设计和分析过程中存在的模型修正量大、耗时长、效率低等问题,以CAD和CAE的无缝结合为手段,实现参数化建模,从而降低模型修正量,提高设计精度和效率,通过EXCEL对参数进行分类管理,利用Autodesk Revit软件进行三维参数化建模,以SAT格式实现数据传递,并选取3个完工项目,采用CAE软件对钢岔管的网格密度、边界长度等影响钢岔管分析精度的关键因素进行敏感性分析。对达克曲克水电站钢岔管三维设计的应用结果表明,本文的设计方法具有合理性,结果可供水利水电工程其他结构的三维模型设计、分析、优化借鉴。     

三维可视化技术在水电站设备管理中的应用研究

水轮机、发电机、主变压器是抽水蓄能电站的重要生产设备,担负着水电站发电和输电生产过程,无论从设备资产的占有率,还是从管理工作的内容本身,生产设备的稳定运行关系到生产秩序的正常开展.研究采用基于二三维相结合的可视化技术[1],构建水电站设备三维模型,并将设备模型精细构建到零部件级别;以模型为载体,一方面挂接设备从安装、运行、维护的全过程资料,另一方面与HPMS管理系统中设备树的1~5级进行数据深度集成,将设备实时运行数据叠加到模型及零部件上,通过三维可视化技术超现实展示方式创新性建立了水电站三维全息化设备管理平台[2],以三维可视化方式实时监控设备及零部件运行状态,提高设备管理水平.     

三维模型控制系统（MCS）在电厂设计中的应用

本简要介绍了目前电力三维设计技术中的三维模型控制系统的特性以及数据结构，并介绍了电力设计流程中MCS系统的建立、管理、应用的方式和原则。     

基于信息化模型的变电站三维建模研究

针对变电站场景复杂、设备众多的特点,本文提出了一种基于信息化模型的变电站三维模型的简化和压缩构造方法。建立了基于变电站建筑和设备层次结构的三维模型,并根据设备运行和维护的不同精度要求对模型顶点进行了简化。为了减少复杂产品模型的存储空间,提出了一种高数据压缩、高压缩效率的模型压缩比算法。最后,设计并实现了一个模型简化业务的B/S部署体系结构,可以满足变电站复杂的三维模型场景构建的需要。     

三维数字化智能化技术在输变电工程设计中的深化研究

传统基于知识模型的输变电工程设计方法,存在输变电工程施工质量粗糙、施工结果经济效益低的问题。因此,提出基于三维数字化智能化技术的输变电工程设计方法,设计智能输变电工程的工作模式,基于该种工作模式得到输变电工程的三维协同设计流程,对输变电工程三维协同设计平台进行搭建,缩短输变电工程的设计周期,使输变电工程设计的效率大大提高。通过三维协同数据库的数字化移交对输变电工程信息进行分类整理,实现多人同时进行信息查看、修改的功能,设计输变电工程三维校验过程,实现对输变电工程的安全距离和碰撞的检测,提高工程设计的准确性。实验结果表明,所提方法可以提高输变电工程的设计效率和质量,具有较高的社会性和经济性评价效果。     

风力机三维尾流模型研究与验证

考虑风剪切效应，提出一种高斯形状的三维尾流模型（3DG-k）。该模型定义尾流半径rw等于两倍的高斯特征参数σ，并与物理尾流边界的扩展系数k建立联系，来描述风轮后尾流边界的演变规律。通过GH风洞实验数据、Nibe风电场实测数据、Vestas V80-2 MW风力机大涡模拟数据，对3DG-k模型、Jensen模型、三维高斯模型（3DG）及三维椭圆高斯模型（3DEG）进行对比分析。研究结果显示，3DG-k模型在3种案例中均显示出最佳的预测精度，更适用于工程实际应用。     

三维设计平台在水库库容量求方法中的应用

针对传统水库库容量求方法在实际应用过程中存在耗时长、误差大且效率低等问题,采用MicroStation平台,运用三维设计手段模拟水库地面形态,以建立数字地面模型的方式量求水库库容,这种方法无需手动量求读取,最大程度地利用并修正已知高程信息,在枢纽布置发生变化时,只需在已建立的三维模型上直接对变化进行局部调整即可,可大幅提高设计效率和工作质量。实例应用结果表明,三维设计手段合理、有效。     

内燃机辐射噪声三维计算模型

应用声边界元理论建立了内燃机辐射声场三维计算模型，开发了计算程序，利用复式声强测量得到的空间粒子速度分布作为书籍边界条件计算了Ｌ１９５柴油标定工况的辐射声功率及其辐射声场分布。试验结果表明，本内燃机辐射噪声计算模型和计算程序准确可靠，声边界元方法是内燃机辐射声场计算的一种有效方法，为低噪声内燃机设计奠定了基础。     

基于三维模型比对的输电线路弧垂检测方法

提出了一种基于三维模型比对的输电线路弧垂检测方法,以输电线路的激光点云和BIM设计模型为数据融合基础,首先对输电线路点云数据滤波分类,建立输电线路的激光点云模型,并将BIM设计模型转化为BIM点云模型;然后根据激光点云模型中一档距线路的固有特征将其定位到相应的BIM点云模型上,并提出改进的ICP算法实现激光点云模型和BIM点云模型间的精确匹配;最后通过模型间的比对获得弧垂检测结果。实验结果表明,所提算法具有无需人工干预、高效率和高精度的优点。     

基于三维模型的输变电运维业务应用开发及实践

三维模型拓展了信息记录与展示的维度,极具应用潜力,已在电力规划、建设、运维等多个环节初步发挥作用。如何更好地应用三维模型成为行业关注的热点和难点,首先梳理了三维模型在输变电运维场景的传统典型应用,然后从空间、时间两个维度剖析了当前三维模型应用开发的不足及其与数字孪生技术融合的价值潜力,提出了数字孪生三维模型的应用路径,最后结合场景给出了若干新应用开发建议。研究成果可为明晰三维模型的应用开发提供参考。     

三维离散传播辐射模型的理论及数值分析

本文比较详细地阐述了三维离散传播热辐射模型的理论，并且编制了相应的数值模拟程序，运用该程序对三维立方腔体中的两种辐射传热问题进行了数值模拟，所得模拟结果与精确解吻合较好，这表明三维离散传播热辐射模型是目前解决辐射问题中热流量和温度分布的一种较好的方法。     

电缆三维信息模型研究及其应用

在分析电缆工程信息模型组成的基础上,结合500kV虹杨输变电工程电缆敷设实际情况,提出了电缆三维信息模型在工程中的具体应用方案,主要从协同设计、碰撞检查及出图研究方面展开论述。电缆三维信息化模型的应用,可大大节省设计的时间成本,提高设计质量,减少设计变更带来的损失。     

抗性消声器的三维声学边界元模型及其应用

本文采用三维坐标将声压作为未知参数,描述了抗性消声器三维声学边界元模型的建立及其在492Q型汽油机排气消声器设计中的应用.计算的插入损失与实测结果十分一致.研究结果表明,三维声学边界元模型是抗性结构消声器声场分析的有效方法并具有较高精度.     

汽轮机叶片三维设计

叶片三维设计之二维三视图的设计是一大进步，可大大提高产品设计质量、制造质量，缩短产品的设计制造周期，数倍地提高生产效率。我厂的叶片设计师们，近几年已开始用三维思维方式和设计软件、严寒 片的三维仿真设计，本文概述了我厂汽轮机叶片的三维设计方法，设计框图、实例和达到的水平，进一步的工作是建立叶片设计专家系统，使叶片设计日臻完善，达到国际先进水平。     

高温高压三维物理模型热损失控制及实验研究

高温高压注蒸汽三维物理模拟实验是进行稠油热采机理研究及优化油田开发方案的有效方法,模型是高温高压注蒸汽三维物理模拟实验装置的核心部分。为模拟真实油藏条件必须合理控制模型热损失。基于理论计算方法,采用热流数值模拟技术,提出了一种实验模型热损失控制设计方法。采用该方法,在氮气作为围压介质的大型高温高压三维物理模拟实验系统上实施了模型热损失控制方案。实验结果表明,模型热损失得到有效控制,油藏中蒸汽腔扩展得以真实模拟。     

平面闸门全过程三维参数化设计及应用

针对目前闸门设计中存在设计质量不稳定、设计周期长、重复工作量大等问题，基于全过程三维参数化设计理念，依据设计规范和手册，提出了一种闸门全过程三维参数化设计方法，即在同一平台Workbench通过编写相应程序实现平面闸门结构的三维参数化几何建模、空间结构分析和工程出图。工程应用结果表明，该方法可使闸门结构由平面设计过渡到空间设计，设计过程更加直观形象，提高了设计的质量和效率，减少了设计过程中因设计变更产生的重复性工作量。     

基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计

锂离子电池负极析锂可能会诱发热失控,进而导致安全事故。而通过优化电池设计参数能够有效减少析锂副反应的发生,因此本工作提出一种基于三维电化学热耦合析锂模型的锂离子电池参数设计优化方法。首先,将模型参数进行分类,分别采用实验、精确测量、文献查找和参数辨识等方法获取相应的参数。同时加入可逆锂重嵌入机制和产热模型,建立三维电化学热耦合析锂模型。模型建立完成后,对模型精度进行验证,验证结果表明模型可以较好地模拟电池在常温和低温下端电压的变化,并且能够定量描述在低温大倍率充电期间电池内部的析锂程度、温度分布等非均一现象。最后,通过分析电极尺寸和极耳位置,研究电池设计参数对非均一析锂的影响。仿真结果表明：电极长度增加会导致电极区域温度差异和电流密度的不一致性增大,综合影响下使电池析锂时间略有提前,但对电池总体析锂程度影响较小;电池极耳位置处于长度方向的轴线对侧时能够有效缓解负极析锂,相对析锂程度降低了16.7%。