轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼中的仿真方法，具體涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煉鋼轉(zhuǎn)爐的仿真是計算機仿真研究中的難點之一，轉(zhuǎn)爐的動力學(xué)行為非常復(fù)雜，過去的仿真一直是程序設(shè)計者人為設(shè)定的行為腳本來實現(xiàn)的，這種方法的缺點是仿真逼真度不夠，代碼復(fù)雜，程序可移植性差:
[0003]1、逼真度不夠表現(xiàn)在人為設(shè)定的行為腳本不能完全涵蓋轉(zhuǎn)爐運動特征，而在仿真系統(tǒng)中運動及碰撞情況具有不可預(yù)測性，這就更加大了編寫行為腳本的難度。再者還有行為腳本是基于動力學(xué)公式編寫出來的，理論性太強，情景太過理想化，這樣編寫出的行為腳本就更難具有真實性了。
[0004]2、代碼復(fù)雜體現(xiàn)是靠有限的行為腳本來執(zhí)行，而行為腳本的編寫是個復(fù)雜的過程，需要考慮非常多的情況來一一作出判斷，執(zhí)行不同的行為，鋼水的手里及運動情況的復(fù)雜性決定了行為腳本代碼編寫的復(fù)雜度。
[0005]3、程序的可移植性差體現(xiàn)在編寫的行為腳本僅僅是針對仿真環(huán)境里的特殊場景而言的，無法處理編程人員沒有想到的情景(系統(tǒng)bug繁多，且不易發(fā)現(xiàn))，在新的場景下，行為腳本需要重新編寫，程序不具有通用性。
[0006]隨著計算機運算能力及圖形渲染處理能力的增強，為更好地仿真現(xiàn)實，基于物理引擎仿真勢在必行。物理引擎突破了以往按照預(yù)定腳本執(zhí)行的方式，利用實體的物理屬性來描述實體的行為。借助于專業(yè)的物理引擎，仿真系統(tǒng)能模擬真實世界中物體各種運動規(guī)律，而且易于理解和實現(xiàn)，具有良好的擴展性?；谖锢硪娴挠嬎銠C仿真已經(jīng)被證明是一種代價低廉且行之有效系統(tǒng)分析手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的、仿真度高的仿真方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的仿真方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟一，制作3D轉(zhuǎn)爐模型，在物理引擎仿真場景中加載制作好的3D轉(zhuǎn)爐模型文件；
[0010]步驟二，創(chuàng)建對應(yīng)的鋼水模型；
[0011]步驟三，設(shè)定鋼水模型大小、角度、位置；
[0012]步驟四，依次根據(jù)不同的溫度修改不同的貼圖或修改材質(zhì)球的顏色；
[0013]步驟五，為鋼水添加創(chuàng)建碰撞，以仿真真實場景中的碰撞效果；
[0014]步驟六，通過控制界面程序?qū)⒑辖鹜度氲戒摪?，進行合金化；
[0015]步驟七，加載合金模型，計算得到鋼水中的成分；
[0016]步驟八，加載出鋼量計算模型，得到最終的出鋼量；
[0017]步驟九，加載溫降模型，得到總的溫降，通過溫降改變3D仿真程序中鋼水溫度變化，即根據(jù)不同的溫降顯示不同的鋼水顏色。
[0018]進一步地，步驟一中3D轉(zhuǎn)爐模型是使用3DMax軟件制作出的格式為.FBX的模型文件，該類型的模型文件包含了在物理引擎仿真場景中模型的本地坐標(biāo)系及其貼圖信息。
[0019]進一步地，步驟四的具體過程為根據(jù)控制界面的溫度模型，計算輸出實時的鋼水溫度，然后根據(jù)鋼水溫度修改貼圖的顏色或修改材質(zhì)球的顏色。
[0020]進一步地，步驟五中碰撞參數(shù)設(shè)置為:碰撞盒大小為X = 1、Y = 1、Z = 1，碰撞盒位置為X = 0、Y = 0、Z = 0，碰撞盒材質(zhì)為無；添加創(chuàng)建碰撞以仿真真實場景中的碰撞效果Ο
[0021]進一步地，在將合金投入鋼包之前，為鋼水添加發(fā)光特效，讓鋼水仿真出現(xiàn)實中鋼水的樣子；可在為鋼水添加創(chuàng)建碰撞之后添加發(fā)光特效。
[0022]進一步地，發(fā)光特效參數(shù)設(shè)置如下:顏色為R = 206、G = 213、B = 166、Α = 255，內(nèi)發(fā)光為2.15，外發(fā)光為1.5，亮度為2，內(nèi)發(fā)光顏色為R = 188,G = 213,Β = 156, A = 255，外發(fā)光顏色為R = 206,G = 213,B = 166,A = 255，內(nèi)發(fā)光亮度為1，外發(fā)光亮度為1 ;設(shè)置參數(shù)可更加逼真地仿真出現(xiàn)實中鋼水的樣子。
[0023]進一步地，步驟六還包括通過控制界面程序稱量合金，得到合金的總量；步驟六中在出鋼時將合金投入到鋼包中；將合金投入到鋼包中時，在3D仿真程序中表現(xiàn)的效果為鋼包里冒黑煙，并且旋轉(zhuǎn)溜槽中有顆粒物流出。
[0024]進一步地，步驟七中合金模型的公式為:合金加入量X合金收得率，其中合金加入量為步驟六中稱量的合金的總量。加載該合金模型可算出鋼水中鋼液成分的變化，同時3D仿真程序中表現(xiàn)鋼水顏色變化。
[0025]進一步地，步驟八中出鋼量計算模型公式為:裝入量一裝入量X(鐵水比/100) X (鐵水碳一終點碳)一停吹渣量X停吹渣中FE0/100 —裝入量X (噸鋼煙氣帶走Fe比例kg/t)/1000+礦石加入量X 0.6 —裝入量X (1 一鐵水比/100) X (1 一廢鋼中Fe含量)，式中FE0指氧化亞鐵，噸鋼煙氣帶走Fe比例kg/t是指每噸煙氣帶走Fe比例、Fe的單位是kg，式中各參數(shù)均由運行過程根據(jù)操作過程自動確定。
[0026]進一步地，步驟九中溫降模型公式為:出鋼時間X合金溫降X基準(zhǔn)溫降，式中各參數(shù)均在程序操作過程中自動確定。
[0027]本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的仿真方法，基于物理引擎，仿真度高、代碼簡潔、程序可移植性，成功解決了以往計算機仿真中動作腳本編寫困難，代碼復(fù)雜，仿真度差的問題；本仿真方法操作簡單，程序員不必編寫難度較高的行為腳本，節(jié)省工作時間，提高工作效率。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明具體實施例的仿真流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)闡述，以下實施例是對本發(fā)明的解釋，而本發(fā)明并不局限于以下實施方式。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐煉鋼中出鋼水工藝中溫度、色彩模型的仿真方法具有以下步驟:
[0031]步驟一，使用3DMax軟件制作出格式為.FBX的3D轉(zhuǎn)爐模型文件，該類型的模型文件包含了在物理引擎仿真場景中模型的本地坐標(biāo)系及其貼圖信息，然后在物理引擎仿真場景中加載制作好的3D轉(zhuǎn)爐模型文件；
[0032]步驟二，創(chuàng)建對應(yīng)的鋼水模型；
[0033]步驟三，設(shè)定鋼水模型大小、角度、位置；
[0034]步驟四，根據(jù)控制界面的溫度模型，計算輸出實時的鋼水溫度，然后根據(jù)不同的鋼水溫度修改不同的貼圖或修改材質(zhì)球的顏色；
[0035]步驟五，為鋼水添加創(chuàng)建碰撞，以仿真真實場景中的碰撞效果，碰撞參數(shù)設(shè)置為:碰撞盒大小為X = 1、Y = l、z = 1，碰撞盒位置為X = 0、Y = 0、Z = 0，