Mathematical model of the formation of cyclic and channel surfaces based on nonlinear rotation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This work is a continuation of the series of works by the authors devoted to the issues of shaping surfaces of nonlinear rotation. The geometric scheme for the formation of surfaces of this class includes: an axis of nonlinear rotation, which is a smooth, generally spatial curve, and a forming line, also a smooth spatial curve. When the generating line rotates relative to the curvilinear axis, each point of the generating line describes a circumferential trajectory in the corresponding normal plane of the rotation axis. As a result, a surface of nonlinear rotation is formed, which is a normal cyclic surface. In this work, in order to develop the research results previously obtained by the authors in the field of shaping surfaces of nonlinear rotation, the solution to the inverse problem of shaping is considered and a mathematical justification is given for the possibility of shaping a channel surface based on solutions to the direct and inverse problems. The work provides numerical examples of the formation of the surfaces under consideration, accompanied by mathematical models of surfaces, their computer implementation and visualization. The research results can be useful in the development of CAD systems that involve the design of surface forms of products based on cyclic and channel surfaces in mechanical engineering, construction, architecture and other practical fields.

About the authors

Konstantin L. Panchuk

Omsk State Technical University

Author for correspondence.
Email: Panchuk_KL@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9302-8560
SPIN-code: 5623-0008
Scopus Author ID: 55857766100
ResearcherId: S-2788-2017

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Engineering Geometry and CAD Department

Russian Federation, Omsk

Tatyana M. Myasoedova

Omsk State Technical University

Email: mtm44mtm44@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9641-9417
SPIN-code: 6056-6455
Scopus Author ID: 57201776004
ResearcherId: E-7505-2014

Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of Engineering Geometry and CAD Department

Russian Federation, Omsk

Evgeniy V. Lyubchinov

Omsk State Technical University

Email: Lubchinov.E.V@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2499-4866
SPIN-code: 8144-6370
Scopus Author ID: 57199399265
ResearcherId: D-1882-2019

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Engineering Geometry and CAD Department

Russian Federation, Omsk

References

  1. Panchuk K. L., Myasoyedova T. M., Lyubchinov E. V. Tsiklicheskiye poverkhnosti, soprovozhdayushchiye nelineychatyye kvadriki vrashcheniya [Cyclic surfaces accompanying non-ruled quadrics of rotation] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2023. No. 3 (187). P. 23–29. doi: 10.25206/1813-8225-2023-187-23-29. EDN: BAKBPA. (In Russ.).
  2. Panchuk K. L., Myasoyedova T. M. Poverkhnost’ nelineynogo vrashcheniya [The surface of non-linear rotation] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2023. No. 4 (188). P. 5–12. doi: 10.25206/1813-8225-2023-188-5-12. EDN: VFCPSL. (In Russ.).
  3. Grigor’yev M. I. Postroyeniye obobshchennykh poverkhnostey vrashcheniya [Construction of generalised rotation surfaces] // Seminar «DNA&CAGD». Izbrannyye doklady. Seminar «DNA&CAGD». Izbrannyye Doklady. 2007. P. 1–7. (In Russ.).
  4. Grigor’yev M. I., Malozemov V. N. Sostavnyye krivyye i poverkhnosti Bez’ye. Analiticheskiy podkhod [Compound curves and Bézier surfaces. Analytical approach]. Lambert Academic Publishing, 2010. 132 p. ISBN 978-3-8433-0323-1. (In Russ.).
  5. Beglov I. A., Rustamyan V. V. Metod vrashcheniya geometricheskikh ob”yektov vokrug krivolineynoy osi [Method of rotation of geometrical objects around the curvilinear axis] // Geometriya i grafika. Geometry and Graphics. 2017. No. 3. P. 45–50. doi: 10.12737/article_59bfa4eb0bf488.99866490. (In Russ.).
  6. Beglov I. A. Computer geometric modeling of quasirotation surfaces // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1901. P. 16–17. doi: 10.1088/1742-6596/1901/1/012057. (In Engl.).
  7. Peternell M., Pottmann H. Computing Rational Parametrizations of Canal Surfaces // Journal Symbolic Comput. 1997. Vol. 23, Issue 2–3. P. 255–266. doi: 10.1006/jsco.1996.0087. (In Engl.).
  8. Xu Z., Feng R., Sun J. G. Analytic and Algebraic Properties of Canal Surfaces // Journal of Computational and Applied Mathematics. 2006. Vol. 195, Issues 1–2. P. 220–228. doi: 10.1016/j.cam.2005.08.002. (In Engl.).
  9. Öztürk G., Bulca B., Bayram B. K. [et al.]. On Canal Surfaces in E3 // Selçuk Journal of Applied Mathematics. 2010. Vol. 11, no. 2. P. 103–108. (In Engl.).
  10. Kim Y. H., Liu H., Qian J. Some characterizations of canal surfaces // Bull. Korean Math. Soc. 2016. Vol. 53 (2). P. 461–477. doi: 10.4134/BKMS.2016.53.2.461. (In Engl.).
  11. Krivoshapko S. N., Ivanov V. N. Entsiklopediya analiticheskikh poverkhnostey (boleye 500 poverkhnostey, 38 klassov: matematikam, inzheneram, arkhitektoram) [Encyclopaedia of Analytical Surfaces (over 500 surfaces, 38 classes: for mathematicians, engineers, architects)]. Moscow, 2010. 556 p. ISBN 978-5-397-00985-0. (In Russ.).
  12. Farouki R. A., Sverrissor R. Approximation of Rolling-ball Blends for Freeform Parametric Surfaces // Computer-Aided Design. 1996. Vol. 28 (11). P. 871–878. EDN: AKQVYD. (In Engl.).
  13. Hartman E. Geometry and Algorithms for Computer Aided Design. Department of Mathematics Darmstadt University of Technology. Darmstadt, Germany, 2003. 160 p. (In Engl.).
  14. Nyi N. H., Kyaw H., Markin L. V. Issledovaniye algoritmov ispol’zovaniya retseptornykh geometricheskikh modeley v zadachakh telesnoy trassirovki aviatsionnoy tekhniki [The study of algorithms using receptor geometric model in the problems of physical route tracing in aviation technology] // Trudy MAI. Trudy MAI. 2013. No. 69. P. 1–25. URL: www.mai.ru/upload/iblock/62a/62ad38934954abb6876b2d621d39098f.pdf (accessed: 12.03.2024). (In Russ.).
  15. Markin L. V. Geometricheskiye modeli avtomatizirovannoy komponovki letatel’nykh apparatov [Geometric Models of Automated Layout Aircrafts] // Vestnik MAI. Aerospace MAI Jornal. 2015. Vol. 22, no. 1. P. 47–56. EDN: TNWXMF. (In Russ.).
  16. Nyi N. H., Markin L. V., Sosedko A. A. Primeneniye retseptornykh geometricheskikh modeley v zadachakh avtomatizirovannoy komponovki aviatsionnoy tekhniki [Implementation of receptor geometric models in the problems of automated layout design in aviation technology] // Trudy MAI. Trudy MAI. 2014. No. 72. P. 1–26. URL: http://www.mai.ru/upload/iblock/f17/f178d8a078b6927a66bd134f8a37e7ad.pdf (accessed: 12.03.2024). (In Russ.).
  17. Ma Y., Tu C., Wang W. Computing the Distance between Canal Surfaces // Advances in Geometric Modeling and Processing. GMP 2010. Lecture Notes in Computer Science. 2010. Vol. 6130 / Eds. B. Mourrain, S. Schaefer, G. Xu. Springer, Berlin, Heidelberg. doi: 10.1007/978-3-642-13411-1_7. (In Engl.).
  18. Núñez-Valdés J., Ocaña Almagro I. Canal surfaces and its application to the CAGD // American Journal of Engineering Research (AJER). 2021. Vol. 10, Issue 03. P. 19–31. (In Engl.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».