建筑结构模型的四边形网格生成算法

为提高建筑结构有限元分析计算的效率,提出建筑结构模型的四边形网格生成算法．首先采用改进的折半查找算法快速建立相应的结构模型索引信息;然后根据四边形网格划分的原则调整模型边界;最后采用分区域模板法对整体结构模型进行四边形网格的自动生成．算例表明该算法可以根据有限元分析计算中模型的特点简化模型,降低计算时间．     

非封闭曲面的海量空间数据点四边形网格生成算法

从数据模型的任意一点开始选择一个初始的四边形网格单元,采用动态边界边扩展的方法在三维空间直接进行四边形网格划分;在网格划分过程中实现了边界冲突检测、网格顶点优化处理、网格边界处理和网格综合优化.最后给出了网格生成实例.实验结果表明:该算法生成的网格质量较好,运行速度较快.     

由区域生长算法实现四边形网格划分

针对当前各种三角形网格转化为四边形网格算法的缺陷，提出一种实现这种转化的算法——区域生长算法．该算法通过有选择地合并三角形来获得高质量的四边形网格，并且对两个三角形的合并增加约束条件以避免在生成四边形网格的过程中产生残余三角形；同时对生成的四边形网格进行一系列的质量改善操作。     

二维域多约束四边形有限元网格生成算法

以Q-Morph算法思想为基础,实现增加约束后自动生成二维域多约束四边形有限元网格．通过增加约束修补子算法,使原算法思想适用于附加的多约束;同时调整了原有算法中单元四边形顶边的生成子算法和四边形内多余三角形删除子算法的烦琐之处．实例测试结果表明,用文中算法生成的约束四边形网格具有网格分布较均匀、网格形状较规整等特点．     

基于C—C细分的四边形网格上插值光滑Bezier曲面的生成

在任意拓扑的四边形网格上构造光滑的曲面是计算机辅助几何设计中的一个重要问题．基于C—C细分,提出一种从四边形网格上生成插值网格顶点的光滑Bezier曲面片的算法．将输入四边形网格作为C—C细分的初始控制网格,在四边形网格的每张面上对应得到一张Bezier曲面,使Bezier曲面片逼近C—C细分极限曲面．曲面片在与奇异顶点相连的边界上G^1连续,其他地方C^2连续．为解决C—C细分的收缩问题,给出了基于误差控制的迭代扩张初始控制网格的方法,使从扩张后网格上生成的曲面插值于初始控制网格的顶点．实验结果表明,该算法效率高,生成的曲面具有较好的连续性,适用于对四边化后的网格模型上重建光滑的曲面．     

基于栅格法的多体六面体网格自动生成

基于栅格法的六面体网格生成算法由于多体模型复杂的边界几何特征,导致稳定性较差和产生一些质量较差的边界六面体单元.针对这一问题,提出一套以栅格法为基础的全六面体网格自动生成算法.在边界拟合环节,利用Embedding技术提出一种边界拟合算法,建立了实体模型边界元素和核心网格外围边界元素的对应关系,使得六面体网格很好地描述实体模型的几何特征;在拓扑优化环节,利用Pillowing技术给出一种消除网格中拓扑连接关系较差的六面体单元的方法.若干实体模型算例结果表明,该算法实用性强,效果良好.     

复杂曲面混合网格的生成算法

有限元网格质量的好坏对金属成形模拟的精度和效率有很大影响。提出了一种复杂曲面混合网格自动生成算法，该算法根据所要划分的网格密度形成初始化边界节点，逐步向内铺砌混合网格，直至布满整个区域。应用实践表明．该算法具有稳定、准确和速度快的特点，生成的网格在相邻曲面边界处不会产生裂缝与覆盖，很好地满足了金属成形模拟分析软件对网格划分的要求。     

基于医学体数据生成四面体网格的方法

为了从医学体数据直接构造四面体网格,提出一种基于栅格的网格生成算法.该算法的主要思想是从背景栅格中提取并填充代表区域边界的等值面.首先,对医学体数据进行预处理与采样,构建一个背景栅格.其次,用对偶方法从栅格提取三角表面网格,用于分段线性逼近等值面.然后,对栅格中所有位于等值面之内或与等值面相交的立方体,用预定义的模板分解成四面体单元.最后,用Laplacian平滑技术优化四面体网格.在均匀网格的基础上,研究了自适应网格生成算法,在保持网格几何精度的同时精简单元数量,以提高有限元计算效率.给出了从CT数据生成人体股骨远端四面体网格的实例,该网格模型被用于虚拟膝关节镜手术.     

三角形网格转化为四边形网格

现有的全自动网格划分算法大部分生成三角形网格。生成四边形网格更困难。为了缓解这个问题，本文研究并实现了三角形网格转化为四边形网格的线性算法。该算法是对已有的Ｏ（Ｎ＾２）算法的改进。     

四边形网格生成中的前沿边生长改进算法

为提高B样条曲面重构中点云四边形网格的生成效率和质量,对现有的四边形网格Q-Morph前沿边生长算法进行改进,提出面向四边形网格生成的三角网格拓扑优化方法,通过设定生长限制条件和调整网格顶点度,保证全局四边形网格质量,实现适合复杂曲面重构的规则四边形网格获取。实例结果表明,该算法效率高、适应性好,生成的四边形网格具有分布均匀、不规则网格数量少的优点。     

车身冲压模型腔表面四边形网格的局部粗化

给定一车身冲压模型腔表面上结构化的四边形网格，通过单元合并对网格进行自动的粗化，其目的在于简化冲压仿真模型，提高仿真计算速度，首先，根据单元节点曲率半径的分布，搜寻出满足单元合并条件的初始四边形区域，接头，判断初始合交区域的边界过渡条件，最后，进行单合并，冲压成型仿真应用实例证明，文中算法既提高了仿真速度，又保持了仿真精度，该算法可以推广到任意曲面结构化四边形网格的局部粗化问题。     

边界简化与多目标优化相结合的高质量四边形网格生成

目的 高质量四边形网格生成是计算机辅助设计、等几何分析与图形学领域中一个富有挑战性的重要问题。针对这一问题,提出一种基于边界简化与多目标优化的高质量四边形网格生成新框架。方法 首先针对亏格非零的平面区域,提出一种将多连通区域转化为单连通区域的方法,可生成高质量的插入边界;其次,提出"可简化角度"和"可简化面积比率"两个阈值概念,从顶点夹角和顶点三角形面积入手,将给定的多边形边界简化为粗糙多边形;然后对边界简化得到的粗糙多边形进行子域分解,并确定每个子域内的网格顶点连接信息;最后提出四边形网格的均匀性和正交性度量目标函数,并通过多目标非线性优化技术确定网格内部顶点的几何位置。结果 在同样的离散边界下,本文方法与现有方法所生成的四边网格相比,所生成的四边网格顶点和单元总数目较少,网格单元质量基本类似,计算时间成本大致相同,但奇异点数目可减少70% 80%,衡量网格单元质量的比例雅克比值等相关指标均有所提高。结论 本文所提出的四边形网格生成方法能够有效减少网格中的奇异点数目,并可生成具有良好光滑性、均匀性和正交性的高质量四边形网格,非常适用于工程分析和动画仿真。     

插值边界的四边网格离散极小曲面建模方法

如何实现极小曲面的快速三维建模,是几何设计与计算领域中的难点和热点问题.给定一条封闭的边界离散折线,本文研究如何构造以其为边界的四边网格离散极小曲面.首先从曲面的内蕴微分几何度量出发,给出了离散四边网格极小曲面的数学定义;然后利用保长度边界投影、四边网格生成、径向基函数插值映射和非线性优化技术,提出了由给定边界离散折线快速构造离散四边网格极小曲面的一般技术框架.最后通过若干建模实例验证了本文方法的有效性.该方法可实现四边网格极小曲面的高质量建模,在建筑几何领域具有一定的应用价值.     

The receding front method applied to hexahedral mesh generation of exterior domains

Two of the most successful methods to generate unstructured hexahedral meshes are the grid-based methods and the advancing front methods. On the one hand, the grid-based methods generate high-quality hexahedra in the inner part of the domain using an inside–outside approach. On the other hand, advancing front methods generate high-quality hexahedra near the boundary using an outside–inside approach. To combine the advantages of both methodologies, we extend the receding front method: an inside–outside mesh generation approach by means of a reversed advancing front. We apply this approach to generate unstructured hexahedral meshes of exterior domains. To reproduce the shape of the boundaries, we first pre-compute the mesh fronts by combining two solutions of the Eikonal equation on a tetrahedral reference mesh. Then, to generate high-quality elements, we expand the quadrilateral surface mesh of the inner body towards the unmeshed external boundary using the pre-computed fronts as a guide.     

All-hexahedral mesh generation via inside-out advancing front based on harmonic fields

The generation of hexahedral meshes is an open problem that has undergone significant research. This paper deals with a novel inside-out advancing front method to generate unstructured all-hexahedral meshes for given volumes. Two orthogonal harmonic fields, principal and radial harmonic fields, are generated to guide the inside-out advancing front process based on a few user interactions. Starting from an initial hexahedral mesh inside the given volume, we advance the boundary quadrilateral mesh along the streamlines of radial field and construct layers of hexahedral elements. To ensure high quality and uniform size of the hexahedral mesh, quadrilateral elements are decomposed in such a way that no non-hexahedral element is produced. For complex volume with branch structures, we segment the complex volume into simple sub-volumes that are suitable for our method. Experimental results show that our method generates high quality all-hexahedral meshes for the given volumes.     

全四边形有限元网格的拓扑优化策略

基于有限元网格的局部拓扑结构,给出一些非结构化全四边形有限元网格的拓扑优化策略,这些策略被组织成"型-操作"的形式.型是指一类满足一定约束条件的局部区域网格,而操作则是指与特定型相对应的拓扑变换,它能优化局部网格中节点的度值,从而优化局部网格质量.这些策略可分成针对网格内部单元和针对网格边界单元2类.实验结果表明,这些策略能较好地改善四边形网格的质量.     

基于3DS模型的四边形网格生成算法研究

针对文献[1]中提出的四边形网格形变因子的不足,提出了曲面中改进的四边形形变因子。根据此约束条件,研究并实现了一种将3DS模型表面三角形网格转化为四边形网格的合并算法,并对极少的残余三角形进行拆分处理,实现彻底转化。经过对已有模型的实际转化实验,表明了本算法的有效性。