基于虚拟技术的风送高射程喷雾装置的研究

摘要

该文运用优化设计方法和虚拟现实技术对风送高射程喷雾装置进行研究,完成了喷雾装置中主要部件结构和性能参数的优化设计,并建立了高射程喷雾装置的设计软件.该文使用孤立叶型设计法对轴流风机进行了初步设计.建立了轴流风机损失模型进行参数优化,根据轴流风机效率模型来判定设计参数的合理性.以有效射程最大为目标函数建立数学模型,完成了整流器、集流器、喷筒等部件的优化设计.此外,利用面向对象的VC++语言编程,向用户提供了友好的人机交互界面,并结合虚拟现实技术的实现工具OpenGL技术,不仅能够根据设计要求得出风送高射程喷雾装置的优化设计结果,而且实现了风送高射程喷雾装置及其一些部件的三维图形自动生成、视口变换、光照、材质及纹理映射等多种交互功能.最后,通过对高射程喷雾装置中的重要部件喷筒进行对比试验,验证了文中虚拟设计的结果与实际测试值基本吻合.该文充分利用计算机工具的高效性、准确性,改变了根据经验值进行设计的传统设计方法.首次将虚拟现实技术运用到高射程喷雾装置的设计中.运用该文设计软件能够大大地减小开发强度,节约开发成本,提高开发效率.该项研究为虚拟现实技术在林业机械设计中的运用提供了理论和实践依据.

目录

文摘

英文文摘

致谢

1绪论

1.1高射程喷雾机

1.1.1高射程喷雾机概述

1.1.2高射程喷雾机的研究状况

1.2虚拟现实技术的研究状况

1.3论文研究内容、方法及意义

1.3.1研究内容

1.3.2研究方法

1.3.3研究意义

2虚拟现实技术

2.1虚拟现实的概念

2.2虚拟现实的基本特征(3Ⅰ)

2.3虚拟现实技术的三个发展阶段

2.4虚拟现实的分类

2.5虚拟现实系统的构成

2.6虚拟现实的建模过程

2.7虚拟现实的硬件设备

2.7.1常用输入设备

2.7.2常用输出设备

2.8虚拟现实的软件工具

2.9虚拟现实的相关技术

2.10虚拟现实技术的应用

3高射程喷雾装置

3.1设计思路

3.2轴流风机的设计

3.2.1主要结构参数的选取原则

3.2.2风机损失和效率模型

3.3喷筒的设计

3.4集流器的设计

3.5整流罩和整流锥的设计

3.6高射程喷雾装置的射程

3.6.1等温自由淹没紊动射流

3.6.2喷筒优化的数学模型

3.6.3系统整体优化的数学模型

4高射程喷雾装置的虚拟设计软件介绍

4.1虚拟现实技术实现工具——OpenGL

4.1.1 OpenGL简介

4.1.2用MFC编写OpenGL程序的一般过程

4.1.3框架平台中集成的OpenGL主要功能

4.2软件功能简介

4.2.1菜单

4.2.2工具条

4.3算例

4.4源代码简介

5试验验证

5.1试验简介

5.1.1测量仪器

5.1.2试验喷筒

5.1.3试验数据

5.2结果和分析

5.2.1试验结果

5.2.2分析和讨论

6结论

读研期间发表的论文

参考文献