3.6　创建复杂的几何结构

在PyroSim程序中，给出了几个在创建模型时经常用到的几何形状工具，可在不同的平面勾画、复制、拖动、扩大和旋转对象，大大简化了创建几何图形的工作。

3.6.1　创建弯曲的墙壁

要在PyroSim程序创建弧形墙壁，用户可以使用以下技术。

①使用几个直墙片段来创建墙。

②使用单个块来创建墙。

③旋转一个单一的对象，以产生所需的弧线。

在下面的例子中，将使用一个背景图像作为样图，并以此为基础画图。虽然没有必要一定要用样图作为背景，但是它使创建曲面更容易，并且PyroSim的强项之一是它可以让用户直接在建筑设计图纸上勾画几何图形。如图3.12所示为使用背景图像。

为了简便起见，将假定整个图像的水平距离为50ft，并且将模型的原点放置在图中显示的房间的左下角。将图像的亮度设置为50％。在图3.13中显示的Configure Background Image对话框可以看见这些设置。

3.6.1.1　使用墙工具

要用墙片段创建一个墙的弧形部分，用户可以按照下列步骤操作。

①单击2D View，然后选择Draw a Wall 工具。

②关闭网格捕捉。在View菜单上单击Snap to Grid选项。

③将指针放在曲线开始的位置，即用户想要放置第一个墙壁区段的位置。

④单击并拖动鼠标，扩展墙段到整个曲线的一部分。当用户已经完成第一个区段时，松开鼠标。较短的部分会产生平滑的曲线。

⑤使用第一个墙的终点创建下段墙。当需要时用户可以用这种方法创建任意多个分部，直到完成。

这是在PyroSim程序中创建流畅的曲线最快的方式。PyroSim程序在FDS模拟运行前将弯曲的墙转换成块。虽然较小的区段使墙体在PyroSim中看上去更好，但是对于FDS来说，障碍物的位置取决于用户网格的分辨率。用这种技术创建了三种版本的弧形墙分别在图3.14中展示。

使用极短的线段可能会没有任何好处，除非用户也可以使用非常小的单元格网格。

3.6.1.2　使用块工具

要创建一个块的弧形墙部分，用户可以参照下列步骤。

①创建一个网格。这里的例子使用一个50.0ft×50.0ft网格且每个网状单元格是1ft。

②单击2D View，选择Draw a Block 工具。

③打开网格捕捉。如果网格捕捉是关着的，在View菜单点击Snap to Grid。

④沿弧形墙点击每个单元来建立必要的块。

这种技术迫使用户将曲线手动地转换成块，但好处是用户精确地知道在FDS中会产生什么样的几何尺寸。如果用户使用一个高分辨率的网格，就可以通过鼠标拖动来绘制曲线，而不是点击单个块。例如图3.15所示的弧形墙。

3.6.1.3　旋转对象

要使用旋转技术创建弯曲的物体，用户必须放置一个起始段，然后在用户所需的曲线中心点执行旋转复制操作。这个过程的操作步骤如下。

①点击2D View，选择Draw a Wall 工具。

②关掉网格捕捉。如果网格捕捉是开着的，在View菜单点击Snap to Grid。

③在用户想要画曲线的地方创建初始墙壁片段。

④在Model菜单点击Rotate。

⑤选择Copy模式。

⑥指定旋转操作所需的参数。在这个例子中，Number of Copies是15，Angle为6.0°，Base Point是 X =32.0ft、 Y =16.5ft。

⑦点击预览Preview，以确认设置是否正确，然后单击OK。

这个例子中的曲线如图3.16所示。

如果创建了60个拷贝，而不是15个，这个程序会创建一个圆柱体。虽然复杂烦琐，但是旋转的方法是最有效的创建复杂的对称几何形状的方法。

采用此方式建立曲线墙壁注意以下两点。

①采用旋转复制方式建立曲线墙壁必须清楚地知道旋转的基点，即曲线的圆心，这一点在没有准确图纸的情况下是比较难以确定的，因此用户要确保曲线圆心的准确性。

②旋转复制命令设置过程中要考虑选择的方向，用户可以通过设置旋转角度Angle来定义旋转的角度大小，同时根据曲线墙壁的位置，用户需要在旋转角度前面加上“+”和“-”来控制对象的旋转方向。

3.6.2　桁梁和屋顶

用户可以用块工具绘制单一桁架来创建桁架组，然后复制许多桁架。下面这个例子说明如何创建一个屋顶的桁架组，步骤如下。

①创建一个网格。这里的例子使用一个0.2m网状单元格的10.0m×10.0m×10.0m网格。

②点击2D View。

③在工具栏上点击Front View 按钮。

④在工具栏上选择Draw a Block 工具。

⑤在工具栏上点击Tool Propertie 按钮，并且设置Max Y为0.2m。

⑥打开网格捕捉。如果网格捕捉是关着的，在View菜单点击Snap to Grid。

⑦按一下所需的块，创建第一个桁架。

⑧选择整个桁架，打开模型Model菜单，并单击Copy/Move…。

⑨在Translate对话框选择Copy，设置Number of Copies为4，设置偏移量Offset沿着 Y 轴2.0m，点击OK。

在这个例子中创建的桁架如图3.17所示。

在模型中使用新的三角形New Sla 工具，用户可以快速添加一个屋顶。下面的步骤显示如何使用三角形添加屋顶到前面所创建的桁架。

①在主工具栏单击New Sla 。

②在Obstruction Properties对话框中，指定以下3个点的值。Point1为（0.0，8.2，7.4），Point 2为（5.0，8.2，10.0），Point 3为（0.0，0.0，7.4）。

③点击OK按钮。用户应该看到一个三角形的屋顶横跨铺设在前面的例子创建的桁架上。

④添加其他三个屋顶部分，它们的坐标如下。

加入所有四个屋顶三角形的结果如图3.18所示。

3.6.3　楼梯

用户可以用设置初步楼梯，然后用转化复制（translate-copy）操作的方法来创建简单的楼梯。本节将介绍一个简单的例子来说明这种方法。

本例将创建一个10步楼梯，每一步都会有7in（0.58ft）的上升和10in（0.83ft）的前进。楼梯本身为24in（2.0ft）宽。为了尽可能地保持结构的简单，将在一个空模型中创建楼梯。

①在Model菜单中选择New Obstruction。

②在Obstruction Properties对话框中指定最小点为（0.0，0.0，0.0），最大点为（2.0，0.83，0.58）。

③在Model菜单中点击Copy/Move…。

④在Translate的对话框中选择Copy，设置复制的数Number of Copies为9，设置偏移量Offset为（0.0，0.83，0.58），然后单击OK。

在这个例子中产生的楼梯如图3.19所示。