避雷針保護設(shè)計的計算機可視化研究.pdf

1、本課題是基于VC++語言和OpenGL庫的避雷針保護設(shè)計的計算機可視化研究，目的是利用計算機繪制避雷針保護范圍的三維立體圖，以解放人工繪圖的勞動和提高繪圖設(shè)計的效率。 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)濟損失，因此，防雷保護的設(shè)計問題受到人們的高度重視。我國現(xiàn)有避雷針保護設(shè)計中，對建筑物的設(shè)計是依據(jù)國家標準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的滾球法[1]，在電力行業(yè)是依據(jù)行業(yè)標準《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》規(guī)定的

2、折線法[2]進行作圖。目前，這兩種方法在工程應(yīng)用中主要是人工繪圖來完成。但是，人工繪圖需要通過多次重復(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，出錯率高。 為了提高繪圖效率，目前國內(nèi)外出現(xiàn)了多種計算機輔助設(shè)計的軟件，如基于AutoLISP計算機防雷輔助設(shè)計軟件等[3]，它們的出現(xiàn)彌補了手工畫法的不足，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，具有一些無法逾越的障礙。并且隨著計算

3、機及其高級編程語言的不斷發(fā)展進步，給人們尋求更好的解決方式提供了機會。 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++開發(fā)Windows系統(tǒng)下的圖形應(yīng)用程序特別方便簡單[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、程開發(fā)，己成為一種三維圖形開發(fā)標準，是三維圖形開發(fā)的必要工具[5]。本課題采用VisualC++和OpenGL庫進行避雷針保護范圍的可視化設(shè)計，繪制出被保護建筑物及避雷針的保護區(qū)域的三維立體圖，從而迅速判斷保護是否成功。 本課題研究的方法實現(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范圍的計算機可視化繪圖。用戶在簡單的輸入避雷針和被保護建筑物的基本數(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區(qū)域都可以

5、在上下左右4個方向上旋轉(zhuǎn)，方便從各個側(cè)面觀察建筑物被保護情況。并且避雷針保護區(qū)域的邊界能夠與建筑物實現(xiàn)完美消隱，方便快速判斷保護是否成功。另外，本軟件還帶有選中功能，配合工具欄一起使用，可以實現(xiàn)圖形的移動，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)合保護時，各針之間的聯(lián)合保護網(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，應(yīng)用到工