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知识工程在气道正向设计中的应用 |
背景：
之前，我公司承接并成功完成了上海柴油机厂柴油机气道逆向设计的工程项目，各项参数均达到或超出了原始指标。
基于逆向设计的成功及合作中达成的信任和默契，结合CATIA V5的功能和气道设计的特点，我们提出了进行正向、参数化气道设计的方案。
技术要求：
I. 位置要求：与相关件无干涉
II. 外型要求：与原气道外型风格一致
III. 截面要求：过各特定点的截面面积与理论值一致
难点：
i 如何精确求取最小截面面积
方案：
针对气道的设计特点，我决定采用创成式曲面造型模块(GSD)实现曲面参数化造型再辅以知识工程优化器(PEO)—造型完成后再以理论截面面积值为依据，更改相应的参数使实际的截面面积值与理论值吻合
创成式曲面造型（GSD）--基于线架与多个曲面特征组合设计复杂的外型。它拥有一套广泛的工具集，以建立并修改用于复杂外形或混合造型设计中的机械设计曲面；并提供了高效、直观的设计环境，以对设计方法和技术规范进行捕捉并再用。
知识工程优化器(PEO) – 通过捕捉优化意图，如成本、面积、时间等，使用户可以按目标进行设计。该产品可以定义优化对象和包括多学科方法的优化手段。
众所周知，通过一点与固定实体的截面有无数个，但其最小值只有一个。如何精确地求取它是整个气道设计的致命所在，也是目前CAD领域的一个盲点。在这里，我们先运用数学知识构造一个方程式然后在知识工程模块中编制并定义了一个外挂式小模块。它的成功既扫除了气道设计中存在的最大障碍也让上海柴油机厂的技术指导大为赞赏。
设计流程：
CATIA V5十分重视设计流程的理念，并有很强大的定义工具及功能。当我们定义了一个好的设计流程，并用CATIA V5 把它体现及管理后，对整个项目的完成及完善（后期更改）有事半功倍的作用。 
 总结：
综上所述，我们可以感知到CATIA V5 的强大功能之外还拥有一个相当深度的拓展空间；这里，大家领略到的仅是茫茫林海中的一棵小树而已。
在此设计过程中，虽然CATIA V5提供了广阔的舞台空间，但由于我个人的知识及能力的局限性 -- 无论在气道的专业知识方面还是在CATIA V5的应用技巧方面，都是险象重重，可以说团队合作是我劈荆崭棘的利剑。在此，我尤其要特别地感谢上海柴油机厂王士钫教授的耐心指导和IBM公司Simon Fung 先生及时的技术支持。
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