恩內佩爾曲面

恩內佩爾曲面

恩內佩爾曲面(英語:Enneper surface)是一種極小曲面,由德國數學家阿爾弗雷德·恩內佩爾(Alfred Enneper)於1864年提出。

基本介紹

  • 中文名:恩內佩爾曲面
  • 外文名:Enneper surface
  • 適用領域:數學,建築學
  • 所屬學科數學建築學
參數方程,圖像,套用,

參數方程

恩內佩爾曲面(Enneper surface)一種重要的極小曲面.在魏爾斯特拉斯-恩內佩爾(Weierstrass–Enneper)表示中
令f(z)=1, g(z)=z ,即 f=2,g=ζ=u+iv,D=R得
恩內佩爾曲面的參數方程恩內佩爾曲面的參數方程
該曲面稱為恩內佩爾曲面.它是代數曲面,其高斯映射是一對一的(球面上一點除外).它是完備極小曲面.

圖像

右圖為bilibili UP主 自然哲學與科學GeoGebra 繪製的恩內佩爾曲面 Enneper surface的圖像
恩內佩爾曲面 Enneper surface恩內佩爾曲面 Enneper surface

套用

在“中建海峽杯”中,湖南大學的作品——荷塘月色就採用了恩內佩爾曲面的設計。
“中建海峽杯”湖南大學的作品——荷塘月色“中建海峽杯”湖南大學的作品——荷塘月色
設計說明:
一、形態來源:形態取自於恩內佩爾曲面(英語:Enneper surface)是一種極小曲面,由德國數學家阿爾弗雷德·恩內佩爾(Alfred Enneper)於1864年提出。
二、材料構想:本項目擬採用3mm多層複合木皮材料,利用材料可多向彎曲的特性,結合單元的形態以及合理的加工方法,再充分利用精確加工的節點完成整個亭子的搭建。
三、節點設計:由於本項目基於Enneper surface,整體表皮是連續變化的曲面,每個節點的曲率都不一致,總共約300個不同的節點,本項目擬採用3D列印的加工方法來製造所有的節點。
四、受力分析:本項目的結構表皮屬於極小曲面的一種,表面受力比較均勻,整個形態在結構軟體進行力學最佳化,得以用相對輕巧的材料來構建一個能自支撐的表皮結構。
五:設計意向:本項目形態非常柔美而自由,從不同的角度觀看,有步移景換的觀感,神似中國傳統的荷葉造型,故命名為荷塘月色。

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