Поєднання дизайну та аеродинамічних характеристик при моделюванні зовнішніх форм кузовів легкових автомобілів

Abstract

Розглянуто найперспективніші види 3D-моделювання, які виявилися найпростішими та ефективними шляхами проєктування контурів. 3D-моделювання – це процес розробки математичного подання будь-якої тривимірної поверхні об’єкта за допомогою програмного забезпечення. Продуктом моделювання є 3D-модель (плавна тривимірна геометрична поверхня). Серед них особливу увагу привертають сплайнове (модель у вигляді сплайнів) та полігональне (модель створюється за допомогою полігонів). Визначається вплив аеродинамічних факторів на зовнішні форми легкового автомобіля. Розглядаються сучасні підходи до оптимізації контурного фактора та елементи конструкцій автомобіля, що удосконалюють відповідні аеродинамічні форми і покращують належний рівень показників аеродинаміки. Тривимірна комп'ютерна графіка, як і векторна, є об'єктно-орієнтованою, що дозволяє змінювати всі елементи тривимірної сцени, так і кожен об'єкт окремо. Цей вид комп'ютерної графіки має великі можливості для підтримки і створення технічних креслеників. За допомогою графічних редакторів тривимірної комп'ютерної графіки, наприклад Autodesk 3D Studio, можна виконувати наочні зображення об'єктів, деталей, виробів, що мають відношення до машинобудування та автомобілебудування. З'явилися вбудована підтримка крапельно-сітчастих об'єктів, повноцінна мережева візуалізація, імпорт даних із САD-додатків, нові можливості для моделювання апроксимованих поверхонь з використанням багатокутників. У тривимірній комп'ютерній графіці багатокутне моделювання – це підхід для моделювання об’єктів шляхом подання або апроксимації їх поверхонь з використанням багатокутників. Багатокутне моделювання добре підходить для рендеринга (візуалізації) і тому є методом вибору для комп'ютерної графіки в реальному часі. Альтернативні методи представлення 3D-об'єктів включають в себе поверхні NURBS, поверхні підрозділи і засновані на рівняннях уявлення. Основним об'єктом, використовуваним в моделюванні сітки, є вершина, точка в тривимірному просторі. Дві вершини, з'єднані прямою, стають ребром. Три вершини, пов'язані один з одним трьома ребрами, визначають трикутник, який є найпростішим багатокутником в евклідовому просторі. Більш складні багатокутники можуть бути створені з кількох трикутників або як один об'єкт з більш ніж 3 вершинами. Чотиристоронні багатокутники і трикутники є найпоширенішими формами, використовуваними при багатокутному моделюванні. В реальному світі велика кількість фізичних процесів за самою своєю природою є сплайнами. В механіці це деформація гнучкої пластини чи стержня, зафіксованих в окремих точках; траєкторія руху тіла, якщо сила, що діє на нього змінюється ступінчато (траєкторія штучного космічного об'єкта з активними та інерційними відрізками руху, траєкторія руху літака при ступінчатій зміні тяги двигунів та зміні профілю крила тощо.). Сплайни – це потужний математичний інструмент, що забезпечує гнучкість у моделюванні, високий ступінь точності наближення та зниження обчислювальної складності. Вони знаходять широке застосування в аналізі сигналів, побудові технологічних об'єктів і оптимізації їх характеристик.