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基于CATIA/CAA的管流仿真软件研究

作　者: 卞刚
导　师: 钟易成
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: CAD/CAE集成应用管路管流 CAA 二次开发 CATIA
分类号: U171
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 121次
引　用: 4次
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内容摘要

管路建模和流动性能分析是流体系统管路设计最关键两步,两者一般分别在CAD软件和CAE软件中进行。鉴于各种原因,模型需要经历多次修改与性能分析,才能达到设计目标。由于CAD软件和CAE软件数据的不兼容性,模型修改过程需要在两类软件之间反复传输数据并建模,由此耗费大量时间与资源,极其影响设计效率。基于CAA 二次开发技术以及CATIA的开放式体系架构,本文提出在CATIA V5 Tubing Design工作台中集成管流仿真模块,从而实现管路建模时的在线流动分析功能,达到提高管路设计效率的目的。通过对CATIA管路模型特点和CAA的研究,验证了软件开发的可行性。由用例分析,评估用户行为,设计了交互界面,并划分出软件功能模块。研究管路计算模型的需求和CAA接口,开发出元件几何信息获取技术和管路元件拓扑信息获取技术,并由元件拓扑信息获取技术,设计出几种通用的管网拓扑信息搜索算法。在研究CATIA管路模型和计算模型的特性的基础上,提出了以中间模型实现CATIA管路模型与计算模型转换的三层模型架构,并由此构建了中间模型——管路仿真几何模型系统。基于三层模型元件特点,设计出三层模型之间的映射技术,并开发出实现三层模型架构的四个软件模块,将FOCUSS-FS内核集成到CATIA V5 Tubing Design工作台中。实例表明,软件能够正确获取CATIA管路几何与拓扑信息,为CATIA管路设计提供了在线流动性能分析功能,且分析过程简单快捷,可提高管路设计效率,具有工程实用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-18
  1.1 研究背景  13-15
  1.2 国内外研究动态  15-16
  1.3 本文研究内容  16-18
第二章技术基础  18-32
  2.1 CAA 二次开发技术  18-23
  2.2 CATIA 管路模型描述  23-27
    2.2.1 Tubing Desing 工作台介绍  23
    2.2.2 CATIA 中管路建模过程  23-24
    2.2.3 CATIA 管路模型常见基本概念  24-27
  2.3 CATIA 管路二次开发技术基础  27-30
    2.3.1 CAA 分布式系统框架介绍  27-30
    2.3.2 研究思路  30
  2.4 小结  30-32
第三章软件功能分析  32-39
  3.1 用例设计  32-34
    3.1.1 单根导管流动分析用例  32-33
    3.1.2 管网流动分析用例  33-34
  3.2 软件功能模块划分  34-36
    3.2.1 FOCUSS‐FS 介绍  34-35
    3.2.2 软件功能模块  35-36
  3.3 命令与界面设计  36-38
  3.4 小结  38-39
第四章管路信息提取技术  39-60
  4.1 几何信息提取  39-48
    4.1.1 导管几何属性提取  39-42
    4.1.2 接头类零件几何属性提取  42-47
    4.1.3 用户自定义零件几何属性提取  47-48
  4.2 拓扑信息提取  48-59
    4.2.1 查询两个元件是否直接或间接相连  51-52
    4.2.2 由一元件查询管网  52-54
    4.2.3 搜索两元件之间通过的所有元件与路径  54-58
    4.2.4 搜索多个元件之间通过的所有元件  58-59
    4.2.5 搜索所选系统所有边界元件与边界点  59
  4.3 小结  59-60
第五章仿真几何模型建模  60-68
  5.1 仿真几何模型组成  60-63
  5.2 三层模型映射技术  63-67
    5.2.1 无分解元件类映射  63-64
    5.2.2 弯管分解与映射  64-66
    5.2.3 分支类零件分解与映射  66
    5.2.4 成品元件映射  66-67
  5.4 小结  67-68
第六章软件设计  68-77
  6.1 软件架构  68
  6.2 模块设计  68-73
    6.2.1 界面模块的组成及其相互关系  69-70
    6.2.2 模型信息获取模块的组成及其相互关系  70-71
    6.2.3 仿真几何模型模块的组成及其相互关系  71-73
  6.3 软件使用介绍  73-75
  6.4 小结  75-77
第七章应用实例  77-85
  7.1 单根直管  77-78
  7.2 单根弯管  78-79
  7.3 无分支简单管路  79-80
  7.4 有分支简单管路  80-82
  7.5 带回路管路  82-84
  7.6 本章小结  84-85
第八章总结  85-86
参考文献  86-88
致谢  88-89
在学期间的研究成果及发表的学术论文  89

基于CATIA/CAA的管流仿真软件研究

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