有限差分网格自动剖分技术研究

根据STL文件格式，提出了拓扑结构优化分层算法，从而大大加快剖分速度和效率；在剖分的过程中利用数据可视化技术对剖分结果进行分层实时处理，从而大大提高剖分过程的透明性。根据快速分层优化原理和数据可视化理论，开发了基于遗传算法的均匀网格自动剖分软件。     

织物模拟中的自适应网格剖分研究

本文提出一种在织物模拟中的动态网格剖分方法，针对传统模拟算法中因网格剖分固定和曲面整体网格均匀剖分造成模拟误差与计算耗费，分别从织物物理和几何角度出发，提出在动态模拟过程中的自适应的网格剖分方法。利用模拟过程中曲面片局部形变信息，对网格进行动态剖分与合并，有效提高了模拟效率。经实际应用表明：该算法具有模拟效率高、易于计算机实现等优点，特别在对非均匀形变物体模拟中，该算法从模拟效率和精度均得到满意结果。     

三维前处理有限差分网格剖分的并行化技术

针对前处理中网格剖分模块计算量大、处理速度慢等问题,对网格剖分串行算法进行并行化处理,利用多线程并行机制加以实现。同时对该并行算法进行测试。实验结果表明,该算法相对于串行算法在处理速度上具有绝对优势,且其加速度和并行效率均会随网格精度的提高以及基本实体个数的增多而提高。     

基于三维重建技术的三角剖分

在分析已有算法的基础上,利用增量法与分治法相结合的思想,实现了直接对空间散乱点的三角剖分.通过对空间散乱点的三角剖分,最终得到满足所要重建物体的三角网格模型,且网格非常均匀,该模型直观、清晰地再现了实体模型.实验证明了算法的可行性.     

三维散乱点云快速曲面重建算法

提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维散乱点云快速曲面重建算法。算法首先计算点云的Delaunay三角剖分, 从Delaunay四面体提取初始三角网格, 根据Voronoi体元的特征构造优先队列并生成种子三角网格, 然后通过区域生长的方式进行流形提取。实验结果表明, 该算法可以高效、稳定地重构具有复杂拓扑结构、非封闭曲面甚至是非均匀采样的点云数据。与传统的基于Delaunay的方法比较, 该算法仅需要进行一次Delaunay三角剖分, 无须极点的计算, 因此算法的重构速度快。     

适用于电磁场有限元计算的网格剖分算法

网格剖分是有限元法的关键,其剖分得到的网格质量决定了有限元法计算结果的准确性.提出基于Persson-Strang算法生成非结构化三角形网格的新算法.通过分析Laplacian平滑函数作用原理,提出新的平滑函数来减少迭代次数;提出一种在优化设计过程中无重构变形方法,通过定义边界网格框架利用坐标映射技术可以快速推导出网格;通过设置质量评估来解决不可终止性的可能和过度迭代,加入边界节点筛选功能,并对剖分得到的三角元进行有限元逆序编号处理.将该算法与Persson-Strang算法进行剖分效果对比,验证该算法应用于电磁场领域的有效性.     

等值线绘制中的多重网格剖分快速搜索算法*

搜索散乱采样数据的网格化过程是等值线生成中的重要步骤,现有矩形网格剖分的网格化方法,对分布不均匀的采样数据搜索效率低,大大影响了网格化的效率。本文提出一种多重网格剖分快速搜索算法,该算法首先将采样数据进行多重网格剖分,建立网格索引;然后通过索引搜索多重网格,合并采样数据;最后利用快速搜索算法得到的采样数据计算出待插值点。实际数据的网格化测试结果表明,该算法有效地提高了散乱采样数据的搜索效率,具有实际应用价值。     

任意多介质区域变尺寸有限元网格自动剖分

以Bowyer／watson算法为基础，结合Lawson算法等对有限元网格进行Delaunay剖分，引入节点间距函数，在区域内通过布置约束点和边来控制特定位置网格的尺寸，并实现网格的尺寸均匀过渡．采用了多种优化技术对生成的网格进行优化。对Bowyer／Watson算法和Delaunay剖分的一些缺陷及问题作了探讨，并提出了相应的处理办法。编写的网格自动剖分软件具有良好。的可视化界面，其图形生成、显示及修改功能十分完善，极大地提高了有限元网格剖分的效率和准确性.     

基于LEPP递变的四面体网格自适应剖分算法

为了更合理地进行四面体网格剖分,提出了一种根据待剖分对象形态不同进行网格密度自适应调整的四面体网格剖分方法。该方法首先采用BCC(body-centered cubic)网格初始化网格空间,并根据表面曲率的大小以及距离物体表面的远近,采用LEPP(longest edge propagation path)算法由外至内对初始化后的网格空间进行不同尺度的细分;然后对横跨表面的网格进行调整,以形成对象的表面形态;最后采用以质量函数引导的拉普拉斯平滑与棱边收缩(edge collapse)的方法对网格的质量进行优化来最终得到待剖分对象的四面体网格。结果表明,该方法所生成的网格不仅具有自适应的网格密度,而且网格质量比常用的Advancing Front算法也有所提高。对于基于3维断层图像或表面模型进行有限元建模,该方法不失为一种行之有效的好方法。     

优化变形能的平面多边形同构剖分

平面多边形间的同构三角剖分是平面形状渐进过渡与插值的基础,降低对应三角形的变形程度是获得高质量应用的关键.文中提出一种基于变形能优化的2个平面多边形的同构剖分算法,其中包含同构剖分生成和变形能最小化2个模块.首先根据用户指定的对应特征点对多边形进行顶点重采样,得到顶点一一对应的2个多边形;然后利用带约束的Delaunay剖分对其中的一个多边形进行三角化,得到源网格;再用重心坐标将源网格的内部顶点嵌入到另一个多边形得到同构剖分(目标网格);最后逐一检查三角形的变形能,对源网格中变形能超过阈值的三角形进行细分,用同构剖分模块生成新的目标网格.实验及数据统计分析表明,该算法可以得到较好的同构三角剖分,提升网格质量,并能很好地避免纹理细节失真.     

基于贪心算法与多边形剖分的印鉴匹配算法

将计算几何中平面点集的三角剖分方法之一贪心算法与多边形三角剖分方法引入印鉴匹配,研究了一种基于三角网格(用贪心算法进行平面点集的三角剖分)的印鉴匹配方法.用贪心算法对基于线条的细节点集进行三角剖分,而对于基于多边形的细节点直接进行多边形的三角剖分.通过对两种细节点(基于线条的细节点和基于多边形的细节点)的拓扑结构进行三角划分,把空间上位置相近的细节点按照一定的规则相连,得到三角形网格.然后基于该网格寻找若干参考点对,并根据获得的参考点对将两幅印鉴图像进行姿势调整.最后使用获得的参考点时实现基于点模式的印鉴匹配,经分析该方法是一种行之有效的印鉴识别方法.     

有向图并行计算中的多目标剖分算法

在以离散网格为基础的某些数值模拟中,网格间的数据依赖关系可以抽象为有向图．如何剖分这些有向图成多个子图,将各子图对应的数值模拟任务映射到不同的处理机,是该类数值模拟并行计算的基础．剖分算法中,需要综合考虑连通性、并行度、负载平衡、通信开销四个目标．文章在传统有向图剖分算法的基础上,提出了一个权衡这四个目标的有向图多目标剖分区域分解算法．应用于二维非结构网格上的柱对称中子输运并行计算中,通量扫描并行算法在该区域剖分算法上获得的并行效率比原来的无向图区域剖分算法高50％以上．     

基于三角剖分的人脸纹理映射

采用通用的三维人脸模型和任意的人脸纹理图像,基于Delaunay三角剖分,提出了一种灵活的3D人脸的纹理映射方法。该方法对人脸特征点集做三角剖分,在纹理图像和三维网格之间建立了一个准确的拓扑同构映射关系,从而得到高真实度的纹理映射。该算法不受网格调整精度的影响,同时适用于不同的纹理映射到同一三维人脸模型上。     

实现约束Delaunay三角剖分的健壮算法

相对于标准的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，本文给出了复杂区域三角剖分所应满足的两个约束条件及相应的基于轨迹生成和边界裁剪的剖分算法，并证明了该算法符合约束圆准则，文中详细分析了退化及数值误差对剖分结果的影响，着重在提高算法健壮性方面，对该算法做了进一步完善，使它能够完全满足散乱据场网格剖分的分析。     

基于STL文件的非均匀网格剖分技术研究

有限差分法广泛用于铸造过程中流场和温度场等的模拟,而对复杂模拟对象进行三维网格自动划分是十分重要的。在传统的网格剖分算法基础上,研究了非均匀剖分的步长自动确定算法,并开发了网格剖分前处理软件。对实际模型的应用研究表明,本算法可以根据铸件的壁厚、拐角等特征自动确定网格空间步长,节省网格剖分所需时间,减少人工参与网格划分的工作量,从而提高了网格剖分效率,为快速求解温度场等物理量奠定了基础。     

三维地质构造的三角形格架式网格生成方法

三维油气运聚模拟计算方法需要在构造模型的约束下生成三维地质格架式网格。针对这一需求对现有网格生成方法进行了分析对比,并在此基础上提出一套三角形格架式网格生成方法。该方法采用了限定Delaunay三角剖分技术生成基础的地质层面模型,同时提出协同剖分算法来解决地层面网格在公共交线处的几何拓扑一致性问题,并表明了算法的正确性,最后给出地质层面的剖分实例。实验结果表明了该方法在工程实践中的有效性。     

图像四叉树剖分下的自适应数字水印算法

提出了一种图像四叉树矩形剖分下的自适应数字水印算法。通过对原始图像在多个尺度上进行最小二乘多项式逼近,将图像进行非均匀剖分,并以四叉树结构的形式进行表达。该四叉树结构既实现了对原始图像的逼近,同时携带了图像的纹理结构信息。通过统计各子区域上的剖分网格数目,计算不同区域上水印嵌入的强度,从而实现自适应数字水印方案。实验结果表明,该算法具有良好的透明性和顽健性。     

球体空间数据组织和管理方法

为支持球体空间数据的快速检索及可视化仿真,提出了一套球体空间数据的组织和管理算法,并以太阳风数据为例进行了相关实验和分析.算法主要包括球体空间剖分和存储管理策略两部分.通过HTM-R层次化剖分方法将球体空间剖分为形状相似的网格,利用网格编码对数据进行索引,以达到快速搜索和定位数据的目的;利用剖分网格的多层次性建立球体数据的多层次模型,以支持数据的多分辨率显示,加快数据可视化速度.在空间剖分算法的基础上结合优化的存储管理策略进一步提高数据可视化速度.     

基于Delaunay与多边形三角剖分的印鉴识别算法

研究印鉴图像姿势纠正及印鉴匹配处理问题.在研究Delaunay三角剖分方法与多边形三角剖分方法的基础上,提出一种基于DT网格的印鉴识别方法.该方法通过对两种细节点(基于线条的细节点和基于多边形的细节点)的拓扑结构进行DT三角划分.用Delaunay三角剖分方法对基于线条的细节点集进行三角剖分,对基于多边形的细节点直接进行多边形三角剖分.通过对两种细节点的拓扑结构进行三角划分,把空间上位置相近的细节点按照三角剖分的规则相连,得到DT三角形网格.然后基于该网格寻找若干参考点对,并根据获得的参考点对将两幅印鉴图像进行姿势调整.实验结果表明该方法可以获得较多的参考点,确保印鉴旋转、印鉴平移等参数计算结果的准确性,有效提高最终的识别效果.     

一个基于网格前沿技术的三维实体四面体有限元网格剖分算法

在三维实体有限元网格自动生成过程中,其主要问题是如何生成均匀的网格结点。本文用网格前沿技术逐层生成网格结点,并采用Ｄｅｌａｕｎａｙ 三角剖分技术生成四面体网格单元。最后给出了两个剖分实例。