SmetaHelp.ru Вход

Моделирование торнадо с использованием OpenSCAD

Описание проекта: Моделирование торнадо с использованием OpenSCAD

Цель проекта

Проект направлен на создание трехмерной модели торнадо с помощью языка программирования OpenSCAD. Модель будет визуализировать эффект спирального движения, характерного для торнадо, с использованием параметрических значений для высоты, радиуса и количества витков.

Исходные данные

Для реализации проекта используется функция tornado, которая принимает три параметра:

  • height (высота) — определяет общее количество "слоев" в модели торнадо.
  • radius (радиус) — задает максимальное расстояние от центра до внешней границы торнадо.
  • turns (витки) — количество полных оборотов, которые делает торнадо по мере увеличения высоты.

Алгоритм работы

  1. Цикл по высоте: Для каждого уровня от 0 до height - 1 выполняется итерация, которая создает отдельный "слой" торнадо.
  2. Вычисление угла: Для каждого слоя вычисляется угол поворота, который зависит от текущего уровня и общего количества витков. Угол выражается в градусах и рассчитывается по формуле: [ \text{angle} = \text{turns} \times 360 \times \left(\frac{i}{\text{height}}\right) ]
  3. Вычисление радиуса: Радиус для каждого слоя уменьшается по мере увеличения высоты, что создает эффект сужения торнадо. Радиус рассчитывается по формуле: [ r = \text{radius} \times \left(1 - \frac{i}{\text{height}}\right) ]
  4. Позиционирование и вращение: Каждый цилиндр (представляющий слой торнадо) позиционируется с помощью функции translate, которая перемещает его в трехмерном пространстве, и rotate, которая поворачивает его вокруг вертикальной оси.
  5. Создание цилиндров: На каждом уровне создается цилиндр высотой 1 и радиусом 0.1, который представляет собой "слой" торнадо.

Пример использования

Для создания модели торнадо с высотой 100, радиусом 20 и 5 витками, вызывается функция:

tornado(height = 100, radius = 20, turns = 5);

Ожидаемые результаты

В результате выполнения данного проекта будет создана трехмерная модель торнадо, которая визуально демонстрирует спиральное движение и сужение к верхней части. Модель может быть использована для образовательных целей, а также для дальнейших исследований в области визуализации природных явлений.

Возможные улучшения

  • Добавление текстур или цветов для более реалистичного отображения.
  • Возможность настройки дополнительных параметров, таких как толщина слоев или форма сечения.
  • Экспорт модели в различные форматы для использования в других приложениях или для 3D-печати.
module tornado(height, radius, turns) {
    for (i = [0 : height - 1]) {
        angle = turns * 360 * (i / height);
        r = radius * (1 - i / height);
        z = i;
        translate([r * cos(angle), r * sin(angle), z])
            rotate([0, 0, angle])
                cylinder(h = 1, r = 0.1, center = true);
    }
}

tornado(height = 100, radius = 20, turns = 5);
3D вид:
Скачать stl файл