第29卷第1期热处理技术与装备Vol.29,No.12008年2月RECHULIJISHUYUZHUANGBEIFeb,2008·计算机应用·基于虚拟现实的热障涂层交互式设计吕德生,欧阳家虎(哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001)摘要:传统的热障涂层设计方法是基于实物涂层反复试验,此种设计方法周期长、成本高,并且很少强调设计者与所设计涂层之间的交互性,设计者难以参与到涂层高温服役的各个环节之中,无法及时有效地给出有针对性的改进方案。本文给出一种新型的热障涂层设计方案,采用虚拟现实技术,在制造热障涂层之前,先构造出虚拟涂层即热障涂层的虚拟样机,综合考虑涂层的材料组分、结构设计和高温服役期间传热、烧蚀问题,使设计者能及时有效地参与到研制热障涂层的各个环节之中,进行一种交互式的设计。关键词:热障涂层;虚拟现实;交互式设计;数值模拟中图分类号:TG174文献标识码:A文章编号:1673-4971(2008)01-0032-04InteractiveDesignofThermalBarrierCoatingBasedonVirtualRealityLVDe2sheng,OUYANGJia2hu(HarbinInstituteofTechnology,HarbinHeilongjiang,150001,China)Abstract:Traditionaldesignofthermalbarriercoating(TBC),whichisbasedonrepeatedtestsofphysi2calcoating,islongdesigncycles,highcostsandlittleemphasisontheinteractionbetweendesignerandTBC.Theimprovementofthedesignplancanonlybeaccomplishedafterthecompletionofeachtest,whichmeansthatthedesignerisdifficulttoparticipateinthehigh2temperatureworkingperiodofTBCtoimprovetheplaninatimelyandeffectivemanner.AnewtypeofTBCdesignplan,whichisbasedonvir2tualreality,ispresentasakindofinteractivedesign.Bymeansofvirtualprototyping,thevirtualTBC,whichincludestheconsiderationofmaterialcluster,structuraldesign,andnumericalsimulationofheattransferringandablation,isestablishedinthecomputer.ComparedwiththephysicalTBC,thevirtualTBCiseasytoaccomplishtheablationtestandtheimprovementofdesign.ThevirtualTBCisagoodplat2formforTBCdesignandlifetimeprediction.Keywords:thermalbarriercoating;virtualreality;interactivedesign;numericalsimulation～热障涂层(ThermalBarrierCoating,TBC)是指由空、燃气发电、化工、冶金等众多领域[13]。传统的金属粘结层和陶瓷表面涂层组成的涂层系统,具有TBC设计方法基于实物涂层进行反复试验,该方法降低金属基体的使用温度、保护基体免受高温氧化周期长、成本高,设计者对设计方案的改进仅能在每等许多优点,为进一步提高发动机进口温度、发动机次试验完成之后,难以及时有效地给出有针对性的效率和使用寿命展示了良好前景,可应用于航天、航改进方案。基于虚拟现实[4](VirtualReality,VR)收稿日期:2007-08-16作者简介:吕德生(1976-),男,讲师,博士,主要从事热防护材料数值模拟及计算机应用技术等研究。联系电话:13274503819;E-mail:dslv@163.com基金项目:哈尔滨工业大学首批优秀科研团队支持计划资助项目、哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助项目(HITQNJS.2007.035)第1期吕德生等:基于虚拟现实的热障涂层交互式设计·33·在可视化方面的优势以及可交互式地探索虚拟物体的