膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑膜结构技术领域，尤其涉及一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置及方法。

背景技术

作为一种新的空间结构形式，膜结构代表了建筑技术和材料科学发展当前的水平，是艺术和技术的完美结合。膜结构系统起源于人类在古代生活的帐篷，但真正意义上的膜结构作为一种新型的建筑结构是在20世纪中叶发展，它产生刚性并最终通过膜表面的预应力形成。由于其卓越的建筑特征，优异的结构特征和合适的经济性，膜结构广泛用于大跨度空间结构，例如体育场，展览场地和火(汽)车站。膜结构的发展包括膜材料的发展和结构系统的发展，膜材料的发展丰富了结构系统的多样性，促进了新型结构系统的发电和应用；与此同时结构系统的发展又促进了新型膜材料的发展。

伴随着膜结构的广泛应用，膜结构所发生的工程事故也屡见不鲜。在实际工程运用之前，膜结构会参照国内目前唯一的膜结构设计规程——《膜结构技术规程》(CECS 158:2015)进行预先设计：在主要考虑风荷载对膜结构不利影响的情况下，同时兼并考虑其他不利荷载如：雨、雪等对其产生的消极作用。然而在严格的抗风设计之后，实际工程中会出现远低于临界失稳风速时而膜结构出现严重破坏。通常情况下膜结构设计只是将各种最不利效应进行组合设计而未考虑不利荷载相互作用下的耦合作用，而作为主要设计条件的风通常伴随着雨的降落，因此有必要研究膜结构在风雨耦合作用下的动力响应。

现有的研究风雨耦合作用的主要办法有理论解析、数值模拟以及试验研究。实际工程中，膜结构具有较大的跨度和高度，几乎不可能一比一复刻进行试验。通常情况是将试验对象进行等比缩小制作模型，然后在风洞中进行风雨试验，而常规意义上的风洞造价极高导致试验费用昂贵。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种低成本、方便快捷、适用性强的膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置及方法。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，包括：

风室，所述风室的两个侧面上分别设有进风口和出风口；

张拉组件，所述张拉组件设置于所述风室内，所述张拉组件用于对待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面；

降雨组件，所述降雨组件位于所述风室内，并设置于所述张拉组件的上方，所述降雨组件用于降落雨滴至所述第一膜面上；

供风组件，所述供风组件设置于所述风室的进风口处，所述供风组件用于为所述风室提供稳定的风场；

信号采集组件，所述信号采集组件包括激光位移传感器和风速计，所述激光位移传感器位于所述风室外，并设置于所述张拉组件的下方，所述风速计位于所述风室内，并设置于所述张拉组件的上方；

控制组件，所述降雨组件、所述供风组件、所述激光位移传感器以及所述风速计均与所述控制组件通信连接。

进一步，所述张拉组件包括水平支撑部、竖直支撑部以及夹持装置，所述夹持装置用于将所述待测膜结构固定在水平支撑部和竖直支撑部上，使得所述待测膜结构形成具有稳定预张力的第一膜面。

进一步，所述降雨组件包括降雨喷头和微型水泵，所述降雨喷头设置于所述张拉组件的上方，所述微型水泵通过管道与所述降雨喷头连接，所述微型水泵还与所述控制组件通信连接。

进一步，所述风室的上表面设置有至少两个通孔，所述通孔位于所述张拉组件上方，所述通孔用于安装所述降雨喷头和所述风速计。

进一步，所述降雨喷头设置于所述张拉组件中心点的正上方。

进一步，所述风速计设置于所述降雨喷头靠近所述风室的进风口的一侧。

进一步，所述供风组件包括风机和导流罩，所述风机的出口通过所述导流罩与所述风室的进风口连通，所述风机还与所述控制组件通信连接。

进一步，所述风室为有机玻璃风室。

本发明所采用的第二技术方案是：

一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置的控制方法，待测膜结构被固定于上述的膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置上，通过张拉组件对所述待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面，所述动力响应测试方法包括以下步骤：

通过降雨组件以预设的降雨强度降落雨滴至所述第一膜面上，并通过供风组件为风室提供稳定的风场；

通过风速计获取风速参数，并根据所述风速参数确定风速时程曲线；

通过激光位移传感器获取所述第一膜面的位移参数，并根据所述位移参数得到位移时程曲线；

根据所述降雨强度、所述风速时程曲线以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据；

获取待测膜结构与实际膜结构的相似比参数，根据所述第一动力响应数据和所述相似比参数确定实际膜结构在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。

进一步，所述根据所述降雨强度、所述风速时程曲线以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据这一步骤，其具体包括：

根据所述风速时程曲线确定气动力载荷；

根据所述降雨强度和所述风速时程曲线确定雨载荷；

根据所述气动力载荷、所述雨载荷以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据。

本发明的有益效果是：本发明一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置及方法，在测试时通过风室中的张拉组件对待测膜结构进行张拉形成具有稳定预张力的第一膜面，通过张拉组件上方的降雨组件以预设的降雨强度降落雨滴至第一膜面上，同时通过风室入风口处的供风组件为风室提供稳定的风场，然后通过张拉组件上方的风速计实时获取风室内的风速参数，得到风速时程曲线，通过激光位移传感器实时获取第一膜面的位移参数，得到位移时程曲线，从而根据降雨强度、风速时程曲线以及位移时程曲线求解出待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据，进而根据待测膜结构与实际膜结构的相似比参数确定实际膜结构的在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。本发明的动力响应测试装置结构简单，降低了建筑膜结构动力响应测试的成本，且便于操作；本发明的动力响应测试方法通过获取待测膜结构在风驱雨荷载下的位移时程曲线，结合风室内的风速参数以及降雨强度，得到待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据，再结合待测膜结构与实际膜结构的相似比参数确定实际膜结构在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据，从而可以对建筑膜结构在风雨耦合作用下的动力响应进行研究，为建筑膜结构的抗风抗雨设计提供理论基础，在保证高测试精度的同时具有较强的适用性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置的信号连接图；

图3为本发明实施例提供的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试方法的步骤流程图。

附图标记：

10、风室；101、进风口；102、出风口；103、通孔；20、张拉组件；30、降雨组件；301、降雨喷头；302、微型水泵；40、供风组件；401、风机；402、导流罩；50、信号采集组件；501、激光位移传感器；502、风速计；60、控制组件；70、待测膜结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。

参照图1和2，本发明实施例提供了一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，包括：

风室10，风室10的两个侧面上分别设有进风口101和出风口102；

张拉组件20，张拉组件20设置于风室10内，张拉组件20用于对待测膜结构70进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面；

降雨组件30，降雨组件30位于风室10内，并设置于张拉组件20的上方，降雨组件30用于降落雨滴至第一膜面上；

供风组件40，供风组件40设置于风室10的进风口101处，供风组件40用于为风室10提供稳定的风场；

信号采集组件50，信号采集组件50包括激光位移传感器501和风速计502，激光位移传感器501位于风室10外，并设置于张拉组件20的下方，风速计502位于风室10内，并设置于张拉组件20的上方；

控制组件60，降雨组件30、供风组件40、激光位移传感器501以及风速计502均与控制组件60通信连接。

如图1所示为本发明实施例提供的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置的结构示意图，图1中控制组件60与供风组件40以及激光位移传感器501通过电线连接，控制组件60与降雨组件30(图1仅示出了降雨喷头301)以及风速计502无线通信连接，可以理解的是，图1所示连接方式仅为本发明的一种实施方式，控制组件60与降雨组件30、供风组件40、激光位移传感器501以及风速计502之间可以是有线通信也可以是无线通信连接。

如图2所示为本发明实施例提供的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置的信号连接图，控制组件60用于下发控制指令对降雨组件30、供风组件40、激光位移传感器501以及风速计502进行控制，并接受激光位移传感器501以及风速计502采集的数据进行后续处理。

具体地，本发明实施例在测试时通过风室10中的张拉组件20对待测膜结构70进行张拉形成具有稳定预张力的第一膜面，通过张拉组件20上方的降雨组件30以预设的降雨强度降落雨滴至第一膜面上，同时通过风室10入风口处的供风组件40为风室10提供稳定的风场，然后通过张拉组件20上方的风速计502实时获取风室10内的风速参数，得到风速时程曲线，通过激光位移传感器501实时获取第一膜面的位移参数，得到位移时程曲线，从而根据降雨强度、风速时程曲线以及位移时程曲线求解出代建膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据，进而根据待测膜结构与实际膜结构的相似比参数确定实际膜结构的在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。本发明实施例结构简单，降低了建筑膜结构动力响应测试的成本，且便于操作；可以对建筑膜结构在风雨耦合作用下的动力响应进行研究，为建筑膜结构的抗风抗雨设计提供理论基础，在保证高测试精度的同时具有较强的适用性。

进一步作为可选的实施方式，张拉组件20包括水平支撑部、竖直支撑部以及夹持装置，夹持装置用于将待测膜结构70固定在水平支撑部和竖直支撑部上，使得待测膜结构70形成具有稳定预张力的第一膜面。

具体地,张拉组件20采用钢骨架制作，按所需要求由水平支撑部和竖直支撑部两部分构成，通过夹持装置将待测膜结构70固定在钢骨架上。本发明实施例中，风室10留有前端的进风口101和后端的出风口102使得风室10中的风场均匀、稳定、不堵塞，待测膜结构70先通过夹持装置固定在张拉组件20上，随后将张拉组件20固定在风室10中，使得待测膜结构70的迎风面正对风室10的入风口，以保证试验过程中膜结构迎风面所受风方向为水平方向。

进一步作为可选的实施方式，降雨组件30包括降雨喷头301和微型水泵302，降雨喷头301设置于张拉组件20的上方，微型水泵302通过管道与降雨喷头301连接，微型水泵302还与控制组件60通信连接。

具体地，本发明实施例的微型水泵302通过控制组件60控制，可以以预设的降雨强度从降雨喷头301中降落雨滴置待测膜结构70上。

参照图1，进一步作为可选的实施方式，风室10的上表面设置有至少两个通孔103，通孔103位于张拉组件20上方，通孔103用于安装降雨喷头301和风速计502。

具体地，本发明实施例在风室10的上表面设有通孔103便于风速计502探针和降雨喷头301的安装。

参照图1，进一步作为可选的实施方式，降雨喷头301设置于张拉组件20中心点的正上方。

具体地，本发明实施例将降雨喷头301安置在张拉组件20中心点正上方可以确保降雨均匀并且有效地覆盖整个膜面。

参照图1，进一步作为可选的实施方式，风速计502设置于降雨喷头301靠近风室10的进风口101的一侧。

具体地，本发明实施例将风速仪探针设置在降雨喷头301与进风口101之间，即位于待测膜结构70的迎风面的上方，可以精准测量膜面实时风速。

参照图1，进一步作为可选的实施方式，供风组件40包括风机401和导流罩402，风机401的出口通过导流罩402与风室10的进风口101连通，风机401还与控制组件60通信连接。

具体地，本发明实施例通过控制组件60控制风机401运转，风机401通过扇叶转动产生气流，并由导流罩402将风机401出口与风室10的进风口101相连接形成密闭的稳定风场，为后续测试提供所需的风场。

进一步作为可选的实施方式，风室10为有机玻璃风室10。

具体地，风室10主体由透明有机玻璃制成，整个风室10外围透明，便于测试过程中进行观察调整。

可选地，激光位移传感器501安置在膜面测点的正下方，同时透明有机玻璃有效地将二者隔开且不会影响传感器激光的定位，进而保证试验过程中传感器不会受风和雨的任何影响，使得测量数据精准有效。

可选地，控制组件60由控制开关和信号处理系统构成，控制开关通过电线或无线通信与风机401、微型水泵302、激光位移传感器501以及风速计502连接，以实现对各个部件的控制，信号处理系统对风速计502采集的实时风速、激光位移传感器501采集的膜面位移进行相关处理，并结合预设的降雨强度计算出待测建筑膜的动力响应数据。

本发明实施例的控制组件60集成了各个控制开关和相关信号收集、处理，便于测试过程中的操作、统计、调整，大大提高了测试的效率避免造成不必要的人员增加、时间经费损耗。

可选地，本发明实施例的张拉组件20由钢骨架焊接制作，材料选用表面光滑不带肋钢筋，尺寸可根据实际模型膜面边界支撑等比缩小而成，制作时应当注意骨架空间关系避免张拉膜面时夹持装置无法固定膜面。制作完成之后需对骨架表面和节点进行打磨使之光滑无尖刺凸起避免损坏膜面。

可选地，为保证试验效果的准确性，建筑膜结构模型在风室10中所占截面面积不能过大应该控制在试验精度范围内，因此需要在对模型尺寸等比缩小之后预先估计风室10的尺寸，待风室10的长宽高确定后反算模型迎风面面积与风室10截面尺寸之比并调整到所需要求，再设计预留孔位位置便于后期试验固定风速计502探头和人工模拟降雨装置探头。

可选地，本发明实施例将待测膜结构70按尺寸要求进行裁剪，标记上所需测试的ABCD四点，通过夹持装置将膜面四个张拉边固定并安装到预制的张拉组件20上，并使用热熔胶枪将张拉组件20固定在风室10中；将激光位移传感器501激光头安置在膜面下方，使激光头发出激光正对着预先标记的ABCD四点。

可以认识到，目前国内较为出名的风洞实验室多为航空航天学院制造，建设成本高达几百乃至几千万，场地要求高，施工周期长，多为二至五年。很多省份甚至都没有一个能用于试验的普通风洞实验室，而在建成的风洞试验中做试验需要进行预约、学习风洞基本操作原理、了解相关注意事项并支付每小时高达数千的试验费用。

在不需要特别高的试验数据精度或者是仅需了解建筑膜结构在风驱雨荷载作用下的普遍规律时，在风洞实验室进行试验会造成过多的时间、经费上的浪费。本发明实施例的动力响应测试装置可以根据需求进行制作，制作成本较低且制作周期短，同时试验场地不受太大的制约，极大的节约各项成本。与之相对应的，各项成本的极大节约，使得该装置能够使做试验的门槛大幅度降低，解决当下很多省市没有一个场地能够做相关风驱雨试验的难题，并且试验模型和装置均能多次反复使用，极大地避免了浪费。

以上是对本发明实施例的动力响应测试装置的结构进行了说明，下面对本发明实施例的动力响应测试方法进行说明。

参照图3，本发明实施例提供了一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试方法，待测膜结构70被固定于上述的膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置上，通过张拉组件20对待测膜结构70进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面，动力响应测试方法包括以下步骤：

S101、通过降雨组件30以预设的降雨强度降落雨滴至第一膜面上，并通过供风组件40为风室10提供稳定的风场；

S102、通过风速计502获取风速参数，并根据风速参数确定风速时程曲线；

S103、通过激光位移传感器501获取第一膜面的位移参数，并根据位移参数得到位移时程曲线；

S104、根据降雨强度、风速时程曲线以及位移时程曲线计算得到待测膜结构70在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据；

S105、获取待测膜结构与实际膜结构的相似比参数，根据所述第一动力响应数据和所述相似比参数确定实际膜结构在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。

具体地，本发明实施例研究建筑膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应是建立在实际工程基础上的，其基本原理是：制作实际膜结构的等比缩小模型(即待测膜结构70)放入预先设计制作的等比缩小风室10中并固定，风室10顶部接入降雨组件30和风速计502，同时在风洞进风口101处接入供风组件40，通过控制组件60实现对降雨组件30和供风组件40的控制。测试开始前先通过控制组件60预先设定好测试过程所需降雨强度，测试过程中，可由风速计502得知测试过程中的实时风速并导出风速时程曲线，与此同时通过安置在膜面正下方的非接触式激光位移传感器501测量建筑膜面的位移并导出其位移时程曲线，然后计算得到待测膜结构70在风驱雨荷载下的位移、振幅和速度等动力响应数据，进而结合实际膜结构与待测膜结构的相似比参数得到实际膜结构的动力响应数据。

下面对本发明实施例的基本原理和计算过程进行推导说明。本发明实施例的待测膜结构的理论结构模型为钢骨架支承式膜结构。膜材为弹性材料，四边简支，其正交方向x和y是杨氏模量不同的两个主纤维方向；a和b分别表示x和y方向膜的长度；N

根据von Karman’s大挠度理论和达朗贝尔原理得到骨架支承式膜的动态运动方程(1)和相容方程(2)如下：

上式中，ρ

动态运动方程(1)和相容方程(2)共同构成骨架支承式膜结构在风驱雨荷载作用下的控制方程。

相应四边简支的位移边界条件(3)和应力边界条件(4)分别如下：

假设满足位移边界条件(3)和应力边界条件(4)，将式(1)和式(2)进行简化求解可分别得到下式(5)和(6)：

上式中，W为给定的模态函数，T(t)是时间的函数；m和n是分别为x和y方向上的正弦半波数，为正整数。

应用伽辽金法将式(6)其转化为下式(7)：

再将式(7)转化为微分方程(8)如下：

A

其中，部分参数的表达式如下：

气动力荷载表达式为：

P

其中，部分参数的表达式如下:

上式中，ξ和η表示气流沿膜面拱向时的位置坐标，

雨荷载表达式为：

P

其中，部分参数的表达式如下：

上式中，ρ

把式(9)和式(10)带入式(8)中，进行简化计算可以得到膜面振动的微分方程为：

T″(t)+λ

其中，部分参数的表达式如下：

然后采用四阶Runge-Kutta法来求解微分方程式(11)，通过求解微分方程式(11)可以得到钢骨架支承式膜结构在风驱雨荷载下的位移、振幅和速度等动力响应数据。

在进行膜结构膜面气动弹性和风驱雨模型设计时，考虑到薄膜结构属于柔性结构且其振动频率低，而且原型试验需要的周期长、耗费多，因此本发明实施例根据相似理论采用待测膜结构来替代实际膜结构试验，最后换算成实际膜结构的动力响应数据时，需结合对应参数的相似比进行核算。本发明实施例中，密度相似比λ

1)几何相似，是指试验模型和实物原型在几何形状上的相似，即：

其中，L

2)弗劳德数相似，是指惯性力与重力之比的平方根，即：

其中，F

体积相似比为：

其中，λ

3)欧拉数相似，是指物体表面作用的压力与惯性力之比，即：

其中，P表示物体表面作用的压强，

压强相似比为：

λ

其中，λ

4)特斯罗哈数相似，是指非定常运动惯性力与惯性力之比，即：

其中，S

时间缩尺比λ

频率缩尺比λ

5)弹性参数相似：

其中，

6)初始预张力数相似：

λ

其中，λ

7)质量数相似：

其中，λ

8)位移数相似:

λ

其中，λ

9)雨强相似比：

其中，λ

上面介绍了本发明实施例中待测膜结构与实际膜结构的各个相似比参数，根据这些相似比参数和得到的第一动力响应数据即可求得实际膜结构在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。

进一步作为可选的实施方式，根据降雨强度、风速时程曲线以及位移时程曲线计算得到待测膜结构70在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据这一步骤S104，其具体包括：

S1041、根据风速时程曲线确定气动力载荷；

S1042、根据降雨强度和风速时程曲线确定雨载荷；

S1043、根据气动力载荷、雨载荷以及位移时程曲线计算得到待测膜结构70在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据。

具体地，气动力载荷和雨载荷的表达式在前述内容中已经进行了说明，根据风速时程曲线和降雨强度可以确定气动力载荷和雨载荷，然后求解出待测膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应数据，最后结合前述的相似准则即可换算成实际工程膜结构的动力响应数据。

本发明实施例提供了一种较为经济、方便快捷、适用性较强的用于测量建筑膜结构在风驱雨作用下的动力响应的装置和方法。与现有技术进行比较，本发明实施例具有如下优点：

1)该测试装置结构简单，装置的制作成本较低，试验的场地要求不高且所需的动力装置简单稳定。常规的低速试验风洞造价高达数百万元且建造场地要求高，施工周期较长，在现有的风洞内进行完整的试验往往需要数万元。而本发明则可以较低的成本制作可进行试验的装置，大幅度节约了试验经费。

2)该测试方法简单，不需要有太多的理论基础和额外学习过多的操作，试验过程中所涉及人员较少，避免造成资源浪费。

3)该测量装置测量精度较高，能较好的反映建筑膜材在实际工程中的客观规律，且在测量过程中测量装置不需要直接接触膜材，能有效的保护试验器材，从而达到多次，反复利用的目的。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。上述方法可以使用标准编程技术—包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。上述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，上述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所描述步骤的指令或程序时，本文所描述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所描述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所描述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。