[发明专利]飞行器舱内设备三维空间布局方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种飞行器舱内设备三维空间布局方法、设备及存储介质，所述方法包括对舱内设备进行参数化处理，得到区域数据集；对舱内布局空间进行参数化处理，得到可行域集合；确定舱内设备的质心、基准方向变量和转动角度变量的可行域；设置约束条件；根据舱内设备的质心、基准方向变量和转动角度变量的可行域，依次确定每个舱内设备在满足约束条件时的布局状态，从而确定所有舱内设备均满足约束条件时的布局状态；计算出等效体积；取等效体积最小时对应的布局状态为所有舱内设备在布局空间的布局方式。本发明为舱内设备总体布局提供多样化选择，提高了舱内设备布局效率。

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行器舱内设备三维空间布局方法、设备及存储介质。

背景技术

飞行器为了追求性能的优越性，舱体表面设计为异形的气动外型，轻量化设计，使飞行器尺寸、重量降低，同时也导致舱内设备安装的空间是较为有限的异形空间。随着舱内设备的数量的庞大、舱内设备的轮廓不同、设备的安装要求特殊化、设备与设备之间的错综复杂的空间要求，飞行器舱内设备布局往往需要花费大量的时间、精力。人工布局往往存在较大的随意性，不能发挥空间布局的全部潜力，而其它领域的各种布局方法往往针对的是平面区域或规则空间，不具备适用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行器舱内设备三维空间布局方法、设备及存储介质，以解决现有飞行器舱内设备布局需花费大量的时间和精力问题，以及人工布局随意性较大导致无法发挥空间布局的全部潜力。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种飞行器舱内设备三维空间布局方法，包括以下步骤：

对每个舱内设备进行参数化处理，得到每个舱内设备的区域数据集，所述区域数据集包括所述舱内设备的质心坐标以及外轮廓所有网格点坐标构成的区域集；

对飞行器舱内布局空间进行参数化处理，得到舱内布局空间的可行域集合；

确定每个所述舱内设备的质心、基准方向变量和转动角度变量的可行域，其中所述基准方向变量和转动角度变量用于确定舱内设备在所述舱内布局空间内的朝向；

设置约束条件，所述约束条件至少包括每个舱内设备的质心坐标属于所述可行域集合、每个舱内设备的区域集是所述可行域集合的子集、两两舱内设备之间的间距在设定范围内；

根据每个所述舱内设备的质心、基准方向变量和转动角度变量的可行域，依次确定每个舱内设备在满足所述约束条件时的布局状态，从而确定所有舱内设备均满足约束条件时的布局状态；

基于所有舱内设备均满足约束条件时的布局状态，计算出所有舱内设备的等效体积；

重复确定所有舱内设备均满足约束条件时的布局状态以及计算出对应的等效体积的步骤，得到所有舱内设备均满足约束条件时的所有布局状态以及所有布局状态下的等效体积；

取等效体积最小时对应的布局状态为所有舱内设备在布局空间的布局方式。

进一步地，对每个所述舱内设备进行参数化处理，得到每个舱内设备的区域数据集，具体包括：

将每个舱内设备简化为具有连续外轮廓的多面实体；

构建所述多面实体的三维结构模型；

对所述三维结构模型进行网格划分，得到有限元分析模型；

构建第一三维坐标系，得到所述有限元分析模型的每个网格点基于所述第一三维坐标系的坐标，由所述多面实体的质心坐标及外轮廓所有网格点坐标构成的区域集构成对应舱内设备的区域数据集。

进一步地，在对多面实体的所述三维结构模型进行网格划分时，网格高度的具体计算公式为：

H_i1＝σ_i·PL_i