避雷針保護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)可視化研究.pdf

1、本課題是基于VC++語(yǔ)言和OpenGL庫(kù)的避雷針保護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)可視化研究，目的是利用計(jì)算機(jī)繪制避雷針保護(hù)范圍的三維立體圖，以解放人工繪圖的勞動(dòng)和提高繪圖設(shè)計(jì)的效率。 雷擊地面建筑物及設(shè)施，曾經(jīng)多次給人類造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)問(wèn)題受到人們的高度重視。我國(guó)現(xiàn)有避雷針保護(hù)設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的滾球法[1]，在電力行業(yè)是依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)定的

2、折線法[2]進(jìn)行作圖。目前，這兩種方法在工程應(yīng)用中主要是人工繪圖來(lái)完成。但是，人工繪圖需要通過(guò)多次重復(fù)繪制和試算才能確定避雷針的高度和位置，而且工作大，精度差，出錯(cuò)率高。 為了提高繪圖效率，目前國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了多種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件，如基于AutoLISP計(jì)算機(jī)防雷輔助設(shè)計(jì)軟件等[3]，它們的出現(xiàn)彌補(bǔ)了手工畫(huà)法的不足，大大提高了防雷的精度和效率。但是它們功能還不是十分完善，而且均用成型軟件編寫(xiě)，具有一些無(wú)法逾越的障礙。并且隨著計(jì)算

3、機(jī)及其高級(jí)編程語(yǔ)言的不斷發(fā)展進(jìn)步，給人們尋求更好的解決方式提供了機(jī)會(huì)。 VC++與Windows緊密相連，可以完成從底層軟件到上層直接面向用戶的軟件的開(kāi)發(fā)。由于Windows是基于圖形用戶接口(GUI)的操作系統(tǒng)，而VisualC++提供了豐富的圖形設(shè)備接口(GD工)函數(shù)，使得用VisualC++開(kāi)發(fā)Windows系統(tǒng)下的圖形應(yīng)用程序特別方便簡(jiǎn)單[4]。在大量三維繪圖軟件包中，OpenGL以高性能的交互式三維圖形建模能力和易于編

4、程開(kāi)發(fā)，己成為一種三維圖形開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，是三維圖形開(kāi)發(fā)的必要工具[5]。本課題采用VisualC++和OpenGL庫(kù)進(jìn)行避雷針保護(hù)范圍的可視化設(shè)計(jì)，繪制出被保護(hù)建筑物及避雷針的保護(hù)區(qū)域的三維立體圖，從而迅速判斷保護(hù)是否成功。 本課題研究的方法實(shí)現(xiàn)了依據(jù)滾球法和折線法，由單針到四針的各種情況下的避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算機(jī)可視化繪圖。用戶在簡(jiǎn)單的輸入避雷針和被保護(hù)建筑物的基本數(shù)據(jù)后，軟件立刻繪出相應(yīng)的三維圖形。建筑物以及避雷針保護(hù)區(qū)域都可以

5、在上下左右4個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)，方便從各個(gè)側(cè)面觀察建筑物被保護(hù)情況。并且避雷針保護(hù)區(qū)域的邊界能夠與建筑物實(shí)現(xiàn)完美消隱，方便快速判斷保護(hù)是否成功。另外，本軟件還帶有選中功能，配合工具欄一起使用，可以實(shí)現(xiàn)圖形的移動(dòng)，放縮，刪除等功能。由于需要考慮數(shù)十種情況，繪制大量的三維立體圖，編程工作量很大，尤其是繪制避雷針聯(lián)合保護(hù)時(shí)，各針之間的聯(lián)合保護(hù)網(wǎng)屬于不規(guī)則圖形，加之很多的交線、交面使得程序的編寫(xiě)非常復(fù)雜。本系統(tǒng)適用于各種建筑物的防直擊雷設(shè)計(jì)，應(yīng)用到工