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细水雾螺旋喷嘴曲面特征识别及数字重构研究

乔登玉  
【摘要】:随着哈龙灭火剂的限用和面临的淘汰,细水雾灭火技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小等特点展示出广阔的应用前景,目前己成为火灾科学前沿研究热点之一。在各种细水雾灭火系统中,雾化喷嘴是系统的核心部件之一,喷嘴雾化性能的优劣直接影响着所设计的灭火系统能否满足不同灭火场合的使用要求。目前国内开发的高压雾化喷嘴大都结构复杂,运行参数多且难以控制。因此,研制出一种体积小、重量轻、结构简单,加工、安装方便,在中、低压范围内雾化效果较好的单相细水雾喷嘴,对细水雾灭火技术在我国的推广应用意义重大。德国MINIMAX公司生产的细水雾锥螺旋喷嘴正具备了这样的优点,因此,本文利用反求设计在先进技术引进方面的优点,对该喷嘴的特征提取和曲面重构进行了相关研究。 本文对常用的数据获取技术进行了分类讨论,分析了不同的测量方法各自特点和适用场合,选择测量速度快,精度较高的德国GOM公司的ATOS三维光学扫描仪对喷嘴进行数据测量。并针对所得数据中存在的问题,对其进行了数据预处理。 研究了反求工程中特征识别与提取技术,提出了一种适用于螺旋扫描曲面的边界特征识别与提取方法。对螺旋喷嘴切片后每一层数据点进行边界特征点提取和轮廓线拟合,将相邻层边界点拟合得到边界线,实现了细水雾螺旋喷嘴的区域分割和特征提取。 分析了常用的曲面重构方法,对各自的特点进行了比较,在此基础上提出了基于反求工程的细水雾螺旋喷嘴的模型重构方法和流程,实现了模型重构,并对重构细水雾螺旋喷嘴模型进行了误差分析,确保重构曲面模型符合要求。


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