CC BY
1
4. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. — М.: Наука, 1977.
5. Баренблатт Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика: теория и приложения к геофизической гидродинамике, 1982.
6. Huntley, H. E. Dimensional Analysis (1967).
7. Г. Е. Хантли. «Анализ размерностей», М., Мир, 1970.
УДК 523
Ахметов И.А. студент магистратуры 1 курса НИУ "Московский государственный строительный университет "
Россия, Москва
Краснов И.Д. студент магистратуры 1 курса НИУ "Московский государственный строительный университет"
Россия, Москва ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАТЕНЕНИЯ В ECOTECT Аннотация: Цель этой статьи состояла в том, чтобы ввести концепцию теневых томов и попытаться продумать некоторые относительно сложные вопросы солнечной геометрии. Используя некую модель площадки, создать повышенный оттенок солнца, который будет защищать всю красную зону от Солнца каждый день с 09:00 до 17:00 с 1 апреля по 10 сентября. Наша задача состоит в том, чтобы использовать минимальное количество материала затенения, гарантируя, что ни одна часть нашего оттенка не приблизится ближе к 2,4 м к затененной области.
Ключевые слова: Тень, Солнце, ECOTECT, область затенения, защита от солнца
Akhmetov I.A.
1rdyear master's student National Research Moscow State University Of Civil Engineering
Russia, Moscow Krasnov I.D.
1rdyear master's student National Research Moscow State University Of Civil Engineering
Russia, Moscow OPTIMIZATION OF DEFLECTION IN ECOTECT Annotation: The purpose of this article was to introduce the concept of shadow volumes and try to think through some relatively complex issues of solar geometry. Using a certain model of the site, create an increased shade of the sun, which will protect the entire red zone from the Sun every day from 09:00 to 17:00 from April 1 to September 10. Our task is to use the minimum amount of shading material, ensuring that no part of our shade comes closer to 2.4 m from the shaded area.
Key Words: Shade, Sun, ECOTECT, shading area, sun protection ИСХОДНАЯ ПЛОЩАДКА
Точная площадка, требующая затенения, показана на рисунке 1 ниже. Если вы загружаете модель ECOTECT, она находится в Кардиффе с широтой 51,5 долготой -3,0 а часовым поясом является GMT + 0.
Рисунок 1 - Площадка, требующая затенения.
ПОДХОД
Чтобы решить такую проблему, вам нужно начать где -то - так почему бы не начать с горизонтальной плоскости, парящей какое-то произвольное расстояние над площадкой - скажем, около 10 м. Поскольку положение Солнца перемещается по небу и может быть довольно низким утром и вечером, мы сделаем плоскость немного больше, чем фактическая площадка, чтобы дать нам некоторый запас, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Для начала создайте плоскость на 2,4 м над площадкой
ЭЛМЕНТЫ ПОЛИГОНА ЗАТЕНЕНИЯ
Первое, что нам нужно сделать, это определить точную форму тени, которая идеально закрашивала бы одну точку в течение этой даты / периода времени. Если вы представляете лазерный луч, расположенный в одной из вершин площадки, который всегда точно указывает на Солнце, то, что мы делаем, это форма, которую он описывает, когда он попадает на поверхность затенения, если мы отслеживаем Солнце в каждом крайнем положении в течение даты и заданный временной диапазон. Очевидно, что Солнце является самым высоким в небе летом, поэтому одна из этих линий должна будет
следовать Солнцу на летнем солнцестоянии. Другая линия будет отслеживать Солнце в эту дату в пределах диапазона, когда Солнце будет самым низким в небе. Затем две линии соединяются отслеживанием Солнце в 09:00 и 17:00 между двумя датами.
Для этого сначала найдите траекторию прохождения в одной из вершин многоугольника площадки - любой из них будет сделан для начала. Прохождение отображается как небольшая красная ось с X, Y и Z в конце каждой строки. Затем убедитесь, что в настоящее время выбрана большая горизонтальная плоскость над площадкой. Наконец, выберите пункт меню Calculate> Shading and Shadows> Project Transform Origin> Solar Shading Profile. Появится диалоговое окно, показанное на рисунке 3.
IeCOTECT: Shading Profile *l
Set cut-off dates and times for shading.
Date Range From: 1st April x- Г»
From: 09:00
To: 10th September To: 17:00
1 Ш Extend Profile Beyond CJbjt or Entent;
Help... J ' OK Cancel |
Рисунок 3 - Требуются настройки профиля затенения.
Устанавливаем требуемый диапазон дат с 1 апреля по 10 сентября и диапазон времени от 9 утра до 5 вечера. Когда вы закончите, нажмите кнопку OK.
Теперь мы должны увидеть точную форму, необходимую для затенения точки начала для выбранных дат и времени, проецируемых на поверхность затенения, как показано на рисунке 4.
Ч >'
Рисунок 4 - Форма, необходимая для затенения точки начала.
ТИПОВОЙ ПОЛИГОН ДЛЯ КАЖДОЙ ВЕРШИНЫ
Следующей задачей является создание одного и того же затеняющего многоугольника для каждой вершины сайта. Хотя вы можете это сделать,
повторяя тот же процесс, что и описанный выше, лучи Солнца настолько близки к параллели к тому времени, когда они достигают поверхности Земли, что требуемая форма будет точно такой же. Таким образом, вы можете просто скопировать исходную фигуру из вершины в вершину с помощью команды интерактивного перемещения и выбрать «Применить к копированию».
Рисунок 5 - Репликация этой фигуры для другой вершины. После этого для каждой вершины, составляющей периметр площадки, вы должны получить серию из 17 фигур, как показано ниже.
Рисунок 6 - Репликация для всех вершин на сайте.
ОБЩИЙ ПОЛИГОН ЗАТЕНЕНИЯ
Следующий шаг - объединить все крайние точки, чтобы сформировать требуемый общий охватывающий полигон. Это выглядит относительно простым, однако вам нужно очень внимательно изучить рисунок 7 ниже, чтобы понять, почему использовалось только небольшое количество соединительных линий.
Этот процесс включает определение того, где конечности общей границы формы должны перемещаться из крайней точки на одном из вершинных затененных полигонов на следующий. Затем эти две крайние точки должны быть соединены линией, параллельной той же длине, что и отрезок линии на участке, соединяющем эти две вершины. Мы посмотрели на различные алгоритмы, чтобы автоматически генерировать эту общую форму из нескольких полигонов, но это не простой выпуклый корпус или что -то в этом роде.
Рисунок 7 - Создание внешней границы для получения общей формы. Результатом является требуемая форма для плоского оттенка при указанном смещении над сайтом. Рисунок 8 показывает тени, наложенные на площадку каждый час дня 10 сентября (то же, что и 1 апреля) и 21 июня (Летнее равноденствие). Там может быть избыток тени, но на самом деле нет.
Рисунок 8 - Часовые тени в крайние сроки.
ОБЪЕМ ТЕНИ
Когда у нас есть эта фигура, на самом деле она представляет собой единый срез через «конический» тот, который представляет собой область фактического требуемого затенения. Любой фрагмент в этом томе будет одинаково затенять площадку.
Рисунок 9 - «Конический» объем затенения, созданный из полученного
многоугольника.
Чтобы получить срез под любым другим углом, просто создайте плоскость под нужным углом, сначала выберите и пометьте ее как плоскость резки. Затем выберите проецируемые «конические» поверхности и используйте пункт меню «Изменить»> «Режущая плоскость»> «Обрезка» .... Убедитесь, что вы выбрали «Профиль не обрезать», чтобы оставить плоскости нетронутыми.
Рисунок 10 - Режущие профили под разными углами.
К сожалению, нет никакого способа обойти это - вам нужно физически проследить каждую точку на полученной линии профиля, чтобы получить плоскую поверхность затенения.
РЕШЕНИЕ
Чтобы найти тень с наименьшей площадью поверхности, вам придется попробовать ряд плоскостей под разными углами. Два приведенных ниже примера показывают, что область потребностей может существенно отличаться в зависимости от плоского угла.
Рисунок 11 - Различные угловые срезы с разной площадью поверхности. Очевидно, чем ближе плоскость к площадке, тем меньше он будет.
Использованные источники:
1. Meeus, Jean (1991). "Chapter 12: Transformation of Coordinates". Astronomical Algorithms. Richmond, VA: Willmann Bell, Inc. ISBN 0-943396-35-2.
2. A Jump up to:a b c d Jenkins, A. (2013). "The Sun's position in the sky". European Journal of Physics. 34 (3):
633. arXiv:1208.1043. Bibcode:2013EJPh...34..633J. doi:10.1088/0143-
0807/34/3/633.
3. Jump upA U.S. Naval Observatory; U.K. Hydrographic Office, H.M. Nautical Almanac Office (2008). The Astronomical Almanac for the Year 2010. U.S. Govt. Printing Office. p. C5. ISBN 978-0-7077-4082-9.
4. Jump upA Much the same set of equations, covering the years 1800 to 2200, can be found at Approximate Solar Coordinates, at the U.S. Naval Observatory website Archived 2016-01-31 at the Wayback Machine.. Graphs of the error of these equations, compared to an accurate ephemeris, can also be viewed.
5. Meeus (1991), p. 152
6. Jump upA U.S. Naval Observatory Nautical Almanac Office (1992). P. Kenneth Seidelmann, ed. Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. University Science Books, Mill Valley, CA. p. 12. ISBN 0-935702-68-7.
7. Jump upA "Selected Astronomical Constants, 2015 (PDF)" (PDF). US Naval Observatory. 2014. p. K6-K7.
8. Jump upA "Selected Astronomical Constants, 2015 (TXT)". US Naval Observatory. 2014. p. K6-K7.
9. Jump upA J. W. Spencer (1971). "Fourier series representation of the position of the sun".
10. Jump upA Sproul, Alistair B. "Derivation of the solar geometric relationships using vector analysis" (PDF). Retrieved 28 February 2012.
11. Jump upA "SunAlign". Archived from the original on 9 March 2012. Retrieved 28 February 2012.
