螺旋槳，排斥器，機(jī)翼-結(jié)構(gòu)套件

螺旋槳
逼真的螺旋槳、排斥器（例如用于風(fēng)力渦輪機(jī)）和機(jī)翼設(shè)計(jì)導(dǎo)致高度有機(jī)的形狀。它們通常由一系列翼型肋蒙皮而成，每個(gè)肋設(shè)計(jì)有一個(gè)單獨(dú)的翼型剖面，并在三維空間中有其特定的位置。
使用OpeCAD來(lái)建模這樣一個(gè)對(duì)象可能是非常有挑戰(zhàn)性的，需要使用幾種高級(jí)編程技術(shù)，特別是我在本文中介紹和解釋的有效描述。
給出的示例代碼顯示了兩種典型螺旋槳的結(jié)構(gòu)，即Graupner 33/20 cm E-prop（即直徑33 cm，每轉(zhuǎn)前進(jìn)20 cm）和Mavic pro mini 11/6.6 cm的葉片對(duì)。
為了好玩，我根據(jù)魯?shù)婪颉ぐ嗉{什的發(fā)明，擴(kuò)展了設(shè)計(jì)方案（即描述格式和解釋器），使之能夠做一個(gè)環(huán)形推進(jìn)器。這種螺旋槳被認(rèn)為是高效率的，而且運(yùn)行時(shí)非常安靜。我不知道，我是否有正確的方法。請(qǐng)?jiān)u論一下，以防你對(duì)這種有趣的螺旋槳有更好的理解。
組成你自己的葉片和翅膀的基本成分是：
描述格式-這將是一個(gè)矩陣M，作為vecto列表給出。每個(gè)矢量都是一個(gè)參數(shù)集，部分用于單肋的構(gòu)造，部分用于其在三維空間中的定位。
一個(gè)gendat（）函數(shù)，它解釋給定描述矩陣的行并返回一個(gè)polygo序列。每個(gè)多邊形描述了一個(gè)肋骨和個(gè)別翼型數(shù)據(jù)被映射（旋轉(zhuǎn)和tralated）到三維空間根據(jù)參數(shù)向量。
一個(gè)完全參數(shù)化的翼型數(shù)據(jù)（）函數(shù)-該函數(shù)生成形成單個(gè)翼肋的翼型數(shù)據(jù)
sweep（）或skin（）用于沿幀序列（即沿放置在三維空間中的肋骨多邊形）擠出
一種插值方案pline（），對(duì)描述格式進(jìn)行操作，并用任意求精重新生成矩陣。這意味著它可以計(jì)算額外的線條來(lái)描述中間肋骨的光滑，有機(jī)的軌跡。
由gendat（）解釋的描述格式可以自由選擇。為了支持插值，應(yīng)該使用浮點(diǎn)值。我選擇了一個(gè)包含10個(gè)元素的向量格式，并使用fit 4參數(shù)調(diào)用了翼型數(shù)據(jù)（）函數(shù)，接下來(lái)的3個(gè)參數(shù)用于沿X，Y，Z軸進(jìn)行仿射變換，最后的3個(gè)參數(shù)用于繞X，Y，Z軸進(jìn)行仿射旋轉(zhuǎn)。
M=[naca_參數(shù)，和弦，TX，TY，TZ RX，Ry，RZ
[0，.4，.15，4，0，0，2，0，0，-0]，上升音高
[1、.4、.15、5、0、0、4、0、0、-10]，
[1，.4，.1，10，0，0，12，0，0，-pa（12）]，從這里開(kāi)始適當(dāng)?shù)囊舾?。。?br>[1、.4、.1、11、0、0、18、0、0、-pa（18）]，
[1、.4、.061、5、0、0、53、0、0、-pa（53）]，
[1、.4、.06、2、0、.1、55、0、0、-pa（55）]，
];
因此第二條線
[1、.4、.15、5、0、0、4、0、0、-10]，
解釋如下：
將翼型構(gòu)造為多邊形，10%（.1）拱度為40%（.4），厚度為15%（.15），弦長(zhǎng)為5。為此，我使用了Naca 4位數(shù)字庫(kù)中的函數(shù)翼型數(shù)據(jù)（），該函數(shù)出現(xiàn)在我的后Naca翼型-4位全參數(shù)OpeCAD庫(kù)中。多邊形中的點(diǎn)數(shù)默認(rèn)為81?？梢酝ㄟ^(guò)在調(diào)用中指定N參數(shù)來(lái)更改此值，但請(qǐng)注意sweep（）希望每個(gè)肋骨的N參數(shù)都相同。
用[0，0，4]-即4沿Z移動(dòng)多邊形
以[0,0，-10]-即-10°圍繞Z旋轉(zhuǎn)多邊形
而第三行
[1，.4，.1，10，0，0，12，0，0，-pa（12）]，從這里開(kāi)始適當(dāng)?shù)囊舾?。?！?br>將被解釋為：
將翼型構(gòu)造為多邊形，在40%（.4）處有10%（.1）的弧度，厚度為10%（.1），弦長(zhǎng)為10。（多邊形中的點(diǎn)數(shù)默認(rèn)為81）
用[0，0，12]-即沿Z軸方向的12-平移多邊形
用[0，0，-pa（12）]旋轉(zhuǎn)多邊形。函數(shù)的作用是：根據(jù)給定的（全局）螺距值（對(duì)于公制的11/6.6螺旋槳，這個(gè)值是66毫米），為給定的Z半徑（這里是12）返回適當(dāng)?shù)穆菥嘟?。評(píng)估為41.1974°。這意味著，你需要這個(gè)葉片角度，在給定的徑向位置12毫米每轉(zhuǎn)66毫米的位移。
函數(shù)的作用是：解釋描述格式，并返回一個(gè)polygo列表，該列表可以輸入sweep（）中。
函數(shù)gendata（M）=生成翼型切片的主要函數(shù)
[對(duì)于（i=[0:len（M）-1]）
設(shè)（N=M[i]）
讓（af=Tx（-N[3]/2，vec3（翼型數(shù)據(jù)（部分（N，0，2），L=N[3]））為切片生成多邊形
T（零件（N，4，6），R（零件（N，7，9），af））]在3D中放置（=旋轉(zhuǎn) 平移）切片
;
函數(shù)T（x，y，z，polygon）、R（x，y，z，polygon）和Tx（x，polygon）分別是仿射變換：沿x的平移、旋轉(zhuǎn)和平移。它們?cè)贜aca?U掃描庫(kù)中定義，在我的Naca翼型掃描-OpeCAD庫(kù)中進(jìn)一步解釋。
此庫(kù)還包含sweep（）函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)將多邊形序列滑入三維對(duì)象。注意，此函數(shù)假定每個(gè)多邊形具有相同的點(diǎn)數(shù)，并且polygo既不自相交，也不相互相交。（它不檢查這個(gè)，如果發(fā)生干擾，它將有一個(gè)格式錯(cuò)誤的輸出。用拋出視圖F12檢查輸出。任何非預(yù)期的著色都表示存在問(wèn)題。）對(duì)這個(gè)強(qiáng)大函數(shù)的調(diào)用非常簡(jiǎn)單：
掃掠（gendata（M_u），showsicles=sl）；沿插值路徑擠出刀刃
showstices參數(shù)可以設(shè)置為true以可視化幀（請(qǐng)參見(jiàn)顯示肋骨的圖像以了解插值和不相關(guān)的描述）。注意，TZ列主要定義序列中的位移。
在樣條曲線的基礎(chǔ)上，采用一種神奇的多維插值方法，完成了有機(jī)圖形的生成。它被稱為pline（），其實(shí)現(xiàn)包含在splines.scad庫(kù)中。如果您對(duì)更明確的解釋和更多的使用示例感興趣，請(qǐng)參考我的船后螺旋槳自定義-OpeCAD pline（）庫(kù)和展示案例。
它對(duì)描述格式進(jìn)行操作，并將其擴(kuò)展到任何所需的優(yōu)化。電話很簡(jiǎn)單。提供矩陣和所需的優(yōu)化：
N=50；#待插值切片
M_u=pline（M，N）；插值
請(qǐng)注意，如果列中的某些參數(shù)未正確選擇（太接近，太尖銳），則插值可能會(huì)移動(dòng)。