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三维CAD技术在我国水利水电设计中的重要应用

2021-07-25李富

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本文就三维模型CAD应用技术,分析CAD技术、三维CAD技术设计的意义和三维CAD技术在水利水电设计中的重要作用,论述了该应用技术及其起到的重要作用。
一、引言

       在工程设计中,工程图是一种可以用来进行交流的语言。在大型水利水电工程建设中通过使用三维CAD分析技术,可以更加精确的对设计方案资料进行分析对比,在有效提高项目工程设计品质、减少项目工程设计工作周期、降低项目工程造价,提升项目设计工程质量等多个方面也都具有重要应用意义。

二、什么是CAD技术

       CAD相关辅助应用专业设计实用技术,也就是可以发展成为一个通称它即计算机应用软件相关辅助设计专业实用技术,是一个新的英文单词就是computeraideddesign的一个英文拼音缩写,它主要指的也就是最广泛泛指在软件辅助设计实用工作开展过程中,利用计算机相关软件技术作为辅助设计实用工具,帮助软件设计者或工程师对其产品进行相关辅助设计的一切辅助专业设计实用技术的一个通称及其总和。CAD这种绘图技术应用领域很广,其中应用最为广泛的主要是立体建筑模型几何形体结构以及形体模型设计的绘图以及建模,各种建筑主体结构设计、甚至还可以做力学物理分析等等。

       我国的通用CAD开发技术大多以国外版的CAD开发平台软件为技术基础,进行了许多二次开发。而近年来,国内外的三维CAD设计技术已经进行了又横跨一个时代的技术变革,三维图形设计的不断出现也让很多传统的二维设计CAD的发展潜力基本上都已被发掘了体现出来。

三、三维CAD技术设计的意义

       (一)三维设计是发展趋势

       三维图形设计最终可以发展成为目前世界主流的只有CAD三维技术,是因为它具有很多二维设计技术不可能具备的技术优势。通过对三维技术设计和二维技术设计的工作效率和应用性能指标进行相对比较,不难明显发现,三维技术设计对物体结构模型描述的信息准确性和信息真实性更高,有效的同时克服了二维设计中人们可想不可能预见的诸多缺点,是未来三维技术应用发展的主要技术趋势。

       (二)全面反映设计意图

       三维产品设计更加充分符合现代人们的工作设计思维习惯和工作习惯,可以对基于有限元元素分析的三维原始数据模型进行重新组建,对三维几何图的数据进行二次优化重新设计,并可以达到对CAD的实时集成,甚至可以同时利用图像渲染处理功能和图形着色处理功能实时得到产品设计方案的三维设计效果图,使设计决策人员和产品设计管理人员更加全面的深入了解工作设计产品的外观,提高产品设计方案决策的计算准确度,降低产品设计开发周期,加快设计产品的技术开发。可以让人们对工程产品的各种动态性能特性信息进行准确的动态分析,预算整个工程项目的施工成本。通过广泛使用三维模型设计,使传统工程设计理念产生重大变革,将工程设计理念推到了从未有过的全新高度。

       三维工程设计不但可以实时绘制二手三维工程图纸,还能提供整个工程三维整体模型,可以任意视角地实时观看整个工程的各种整体及各个局部。通过三维工程设计管理平台进行无缝连接的建筑可视化三维仿真展示系统,可以直观性地展现水利水电三维施工形象整体面貌及功能特性,而且还不仅能够准确描述水利水电工程各高层建筑物不同施工管理单元之间在三维时间、空间上的逻辑关系,并通过多种三维动画表现形式,可以在虚拟环境中,真实实地预演建筑施工的全过程-从建筑工程设计开工时的三维原始自然地质动态地形,到地下导流引水工程施工、边坡工程开挖、大坝引水工程和地下引水电站发电等应用,降低施工成本节省支出;并且可以实时分析和准确考核工程人工、材料和建筑施工过程机械等在计划中的消耗成本情况。

四、三维绘图CAD在水利水电设施工程设计管理中的实际应用具体情况

       (一)地形地貌

       基于等高度曲线的地形数据,快速地统计实现了三维自然地形的山体信息完全数字化,并在地形信息完全数字化的必要前提下,建立了三维自然地形山体特征分布图,其中主要包括引水坝址、上下游的排水围堰、导流洞和孔洞、引水出入口和地下泄洪洞、开挖后的边坡和原始山体地形等。通过这些图像设备的绘制工作,能够直接促使整个项目坝区在一台电脑上直接自动实现了三维可视的变化,此后我们就完全可以根据有关项目的建设进度和实际使用情况,不断地绘制更新有关项目整个坝区的三维立体地形和坝区自然生态景观二维地貌和其他一些有关项目建筑物的整体形象。

       (二)CAD技术设计模型图

       CAD这种技术方式制作三维模型效果图的最大优势之处也就在于一项大型水利水电工程的三维手绘模型已经自动搭建并且制作过程完成,就表示用户已经可以任意自动调整指定一处水利水电工程的透视和外墙的倾斜角度,模型可以选择不同材质,快速自动搭建生成多张三维模型效果图而完全可以无须让人费心费力从头做起,这一点无疑是其他各种传统三维手绘制作建筑模型效果图无法比拟的。这一切都不仅可以成为让众多工程专业设计师在进行工作化的水利水电工程设计上受益匪浅,在向众多企业甲方或者客户进行推销自己的工业建筑设计专业研究成果时也可以变得更加具有强的市场说服力。

       (三)三维CAD技术对水位曲线的绘制

       在水利水电工程施工中,三维CAD技术对水位曲线的绘制有着很大的帮助。我们开始可以对所测量出的数据进行简单的处理,然后把处理后的数据进行整理,对应输入数据,在完成数据输入之后,我们可以通过显示表格,来对数据进行分析,消除误差。接下来,需要做出三维坐标系,通过数据的不断对应,在坐标图上进行一一对应,找到正确的位置,最后可以通过执行曲线绘制命令来完成三维CAD技术对水位曲线的绘制。

       (四)施工设计优化

       对于一些大型水利水电建设工程施工现场由于布置困难的特殊复杂地形,在充分明确了彼此之间的具体要求制约施工条件的必要前提下,采取三维高度动态曲线布局的地形施工管理平台,能够方便快捷地自动获取计算出它们所需的施工结果并自动设计生成一个具体相应的施工平面、剖面高度曲线。采用三维高度可视化的建筑模拟工程设计分析技术的它使我们不仅能更充分及直观地准确考虑各种可行的工程解决办法方案,快速、便捷地设计研究出并制订多种新的解决办法方案和对工程进度的综合分析,而且还可以让我们对水利水电工程整个工程的进度快速了解和熟悉,对整个工程的建设有着直接影响。

五、结论

       综上所述,水利工程的建设和施工质量不仅与水利工程的安全和正常使用状况有关,还与其维护人们的生命财产健康和国民经济的水平等方面都有着直接的相互作用。为了确保水利工程的施工和建设能够获得更好的开展,施工过程中就需要对那些会影响其施工质量的因素做出准确的掌握,以便制定出各种有效的措施。三维CAD技术通过项目建设过程中的建筑物三维参数化模型的建立,较大程度上反馈出项目建设过程中的各种影响因素,为持续地优化工程施工管理,确保水利工程的施工顺利完成提供有效的保障。
责任编辑:程玥
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