Разработка трехмерной триангуляционной модели осветительных приборов

• Автор: Шибайкин, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.09.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. Современные методы расчета светораспределения осветительных приборов

1.1 Лучевой метод

1.2 Метод элементарных отображений

1.3 Метод коэффициента использования

1.4 Метод излучательности

1.5 Метод синтеза реалистичных изображений

1.6 Выводы и результаты

ГЛАВА 2. Построение триангуляционной модели осветительных приборов

2.1 Моделирование оптической системы

2.2 Способы построения триангуляционной модели
2.3 Компьютерное моделирование распространения света в оптической системе
2.4 Разработка комплекса расчета светотехнических характеристик
2.5 Выводы и результаты
ГЛАВА 3. Применение триангуляционной модели для расчета осветительных приборов
3.1 Расчет осветительного прибора на основе виртуальной модели
3.1.1 Расчет светильника НСП
3.1.2 Расчет светильника ПВЛМ П
3.1.3 Расчет светильника Г СП
3.2 Контроль формы отражателя по цифровой модели кривой светораспределения
3.3 Применение триангуляционной модели для тепловых расчетов осветительных приборов

3.4. Выводы и результаты
Заключение
Список использованной литературы
Приложения

Введение
Осветительные приборы, служащие для эффективного перераспределения светового потока источника излучения, являются неотъемлемой частью любой осветительной установки наружного, внутреннего освещения, световой сигнализации и т.д.
Создание энергосберегающих осветительных установок представляет одну из важнейших проблем техники освещения, решение которой возможно путем эффективных осветительных приборов с высоким КПД, позволяющим значительно снизить затраты потребляемой электроэнергии. В связи с этим проектирование осветительных приборов является актуальной задачей современного производства светотехнических изделий.
Одной из основных составляющих проектирования осветительных приборов является светотехнический расчет, позволяющий определить параметры оптической системы. Обязательным этапом процесса проектирования являются предварительные расчеты светораспределения оптической системы, а также возможность изменения ее оптико-геометрических характеристик с целью повышения эффективности светоизлучающей системы.
При светотехническом расчете осветительного прибора часто приходится решать задачи отражения, рассеивания, поглощения и др. явлений, связанных с преобразованием оптического излучения от поверхностей, созданных из материалов по новейшим технологиям.
Расчет современных осветительных приборов невозможен без использования физических законов распространения оптического излучения. Для удобного восприятия полученных данных необходимо визуальное представление светотехнического расчета (трассировка лучей, выходные данные освещенности, яркость, кривая силы света и т.д.).
В настоящее время существует достаточное количество прикладного программного обеспечения, основанного на различных методах расчета осветительных приборов.

В данном примере была построена триангуляция Делоне, состоящая из 6 узлов (точек). На рисунке 2.5 представлены основные моменты (построение состоит из 9 шагов, а не из 7 как представлено на рисунке) построения сетки по набору точек.
Алгоритм построения оптимальной триангуляции Делоне сводится к проверке всех внутренних ребер триангуляции и смежных с ними треугольников, а также ребер треугольников, порожденных в результате перестановки (рисунок 2.6).
Рисунок 2.6 - Перестановка (flip) ребра между парой смежных треугольников.
Все вершины двух смежных треугольников лежат на одной окружности, если сумма противолежащих общему ребру (хорде окружности) углов равна я. Если эта сумма больше я, то четвертая вершина попадает во внутренность окружности [43]. Таким образом, критерием является выражение:
В настоящее время известны различные алгоритмы построения триангуляции Делоне. В работах [42, 44-46] были проанализированы основные способы построения триангуляции Делоне. В таблице 2.1 приведены основные характеристики всех этих алгоритмов. В колонке А представлена оценка трудоемкости в худшем случае, в колонке Б -
а+Дмт a+P<7t
а + Р <7t.
(2.1)