计算机三维制图技术在大坝泄洪设施动作模拟中的应用杨刚

计算机三维制图技术在大坝泄洪设施动作模拟中的应用杨刚

杨刚

（国网陕西省电力公司安康水力发电公司陕西安康725000）

摘要：文章介绍了如何利用计算机三维动画技术转换生成水力机械设备的3D效果图和动作视频。说明了三维制图及动画模拟大坝泄洪设备动作演示的方法，阐述了计算机三维动画与水电企业设备管理相结合的应用实例及发展方向，提供给相关人员参考。

关键词：大坝设计与测绘；三维制图；三维动画；平面视图转换；动作模拟

Abstract:Articledescribeshowtousethethree-dimensionalcomputeranimationtechniquestogeneratehydro-mechanicalequipmentforconverting3Drenderingsandmotionvideo.Illustratesthethree-dimensionalgraphicsandanimationdemodamspillwayequipmentoperationmethods,elaboratedthree-dimensionalcomputeranimationandhydropowercombinedenterprisedevicemanagementapplicationexamplesanddirectionofdevelopment,providedtotherelevantofficers.

Keywords:Designandmappingofthedam;dimensionaldrawing;dimensionalanimation;planeviewtransformation;Motionsimulation

0引言

大坝作为重要的水利工程枢纽，发挥着巨大的安全、经济效益，不仅防汛抗洪、确保一方平安，而且兼顾着灌溉、发电、河道通航的重任。尤其在汛期，水库调度工作稍有不慎就会导致坝址下游地区被洪水淹没，给河道两岸的人们带来巨大的灾难，所以大坝的安全尤为重要。大坝之中布置着各种防洪渡汛的安全设施，其中泄洪设施在安全运行中的重要性不言而喻，除滚水坝以外大部分坝型都是通过闸门泄洪，如何利用科技及创新手段，通过计算机技术模拟各种闸门在汛期调度及动作情况，达到对闸门进行科学规范的管理目标，是文章讨论的主要内容。

1计算机工程制图应用

在工业领域中，三维制图与动画技术已经在机械设备加工制造，运动部件的动作演示中广泛采用。但由于掌握计算机三维制图及动画技术需要一定的识图绘图能力，所以在非制造加工企业的行业领域中运用还不是十分普遍。在水电行业中，利用计算机三维制图及三维动画能够直观的表达设备运行工作的状态，便于检修人员对设备的工作原理，动作方法和执行结果进行全面了解，还能利用其扩展的相关软件结合视频等多媒体进行技术培训，状态监测及应急演练。

图1安康水电厂大坝三维视图

如图1展示，计算机三维制图软件对安康电厂大坝上游布置平面图转换为三维立体效果图。可以看出生成的三维图形对大坝的整个布局及结构演示都非常清楚直观，其中包括坝体的泄洪设施，发电引流拦污设施，上下游的通航设施，坝底部的排沙设施都能够在图中完整的表达。

2计算机三维动画在大坝防洪泄洪设施模拟动作中的应用

2.1大坝机械防洪设施平面制图直接转换为计算机三维效果图

利用计算机三维制图软件，可以轻松的将原有的水工建筑布置防洪设施的平面视图转变为三维效果制图，方便工程设计人员对整个水工建筑设计有一个全面的构筑布置认识，使设计技术更加完善。（图2.）安康水电厂表孔泄洪闸门外形结构及布置平面图为一个混凝土重力坝布置的表孔防汛泄洪闸门普通平面视图，通过三维软件，能够形成三维图形，便于更加直观的观察理解弧形泄洪闸门设备的外形结构及布置型式。

通过计算机三维动画技术生成的溢流孔弧形工作闸门动作视频可以清楚的辨识弧形工作门与检修工作门（闸门）工作形式的明显区别，比较直观的理解泄洪弧形闸门在泄洪时承受的水流冲击力，及闸门受力设计思路。

在2013年4月，安康水电厂进行了泄洪闸门自动化系统改造工程远控联调试验，在试验过程中，闸门未开启时动态画面显示泄流道与闸门密封良好，位置正确，在闸门开启中，随着现地设备位置变化，监控系统上显示三维动态闸门缓慢上升，开启数据显示正常。全开时，闸门位置清晰，水流过流下泄过程十分逼真。便于设备监控、调度。

3结语：

计算机三维制图与动画技术完全颠覆了平面视图的视角局限，降低了对识图者的空间想象力要求，形象的解释了各种抽象的状态，揭示设备或零件结构及动作原理，直观的再现视野无法全面覆盖的宏观或微观现象。通过上述说明可以清楚的认识到，随着计算机三维动画技术的发展，电力行业的s各项管理工作将会离不开这项技术的运用，作为行业的技术人员，应积极的掌握这项技术，吸收转化，为电力行业的发展做出更大的贡献。

参考文献：

【1】张祺苒，浅谈传统动画与三维动画的特点【J】南昌教育学院学报，2011