一种快速的三维有限元网格生成方法

针对三维有限元网格的生成的速度较慢并且网格质量不高的问题,提出了一种基于约束波前法的三维有限元网格生成算法。算法的主要思想是用背景网格提高网格单元的可控性,避免网格单元生成时验证有效性的计算量,从而快速生成高质量的三维有限元网格。算法首先借助八叉树方法生成背景网格,其次利用背景网格的密度对模型表面进行三角剖分得到初始波前,然后依据背景网格的特征生成实体网格单元,最后对得到的结果进行优化。实验证明结合了八叉树和推进波前法的三维网格生成算法降低了波前法的时间复杂度,将其效率提高了20%,而且能得到更高质量的网格。     

一种改进的有限元网格自动生成方法

提出了一种基于四叉树方法和三角化方法的简单但有效的有限元网格自动生成方法。该方法可以产生全三角形单元、全四边形单元和三角形单元与四边形单元共存的混合形式的有限元网格。如若产生全四边形单元，则该方法可以与四叉树方法相似，产生尽可能多的正方形与矩形单元。该方法还可以推广到图象图像处理方面而处理非结构化的网格生成，具有较强的应用价值。     

曲面网格划分算法的分类与比较

本文对现有的曲面网格划分的典型算法进行了分类，对各类算法的特点加以分析和比较，指出了各个算法的适用范围。最后分析了曲面网格生成中需要进一步研究和解决的问题。     

六面体网格生成和优化研究进展

文中总结了近十几年来六面体网格生成和优化的研究进展.首先概述六面体网格生成的研究进展,将其归为整体生成方法和基于模型分解的生成方法 2类,并指出各类方法的优缺点;然后概述六面体网格优化的研究现状,包括几何优化和拓扑优化;最后阐述六面体网格生成与优化的发展趋势.     

基于剪挖操作的三角形网格自动生成

本文在系统比较了现有的几种主要有限元网格自动生成算法，即映射法、Ｄｅｌａｕｎａｙ方法、推进网阵法的基础上，给出了基于剪挖操作的直接网格自动生成算法。此算法具有全自动生成的特点，无需象Ｄｅｌａｕｎａｙ方法那样先配置内部节点，也无需象映射法那样经过复杂的数学变换。灵活性与可靠性都明显优于它们。剪挖顺序基于优先级，本文还给出了具体的基于权平均的优先级函数。本网格自动生成方法是我们注塑成型ＣＡＥ／ＣＡＤ软件ＷＰ－Ｆｌｏｗ的一部分，它同推进网阵方法组成了ＷＰ－Ｆｌｏｗ的两种主要网格自动生成算法。     

二维有限元网棰全自动生成方法

本文提出了一衙 在二维区域上三角形网格的自动生成方法，它首先利用四叉树生成一个包含要划分区域的正三角形网棰，然后再在正三角形网棰中引入边界，从而使本方法具有布点合理，成网速度快，数据管理简便的优点。     

四面体网格生成方法的研究与实现

针对四面体网格生成过程中需要人工构造背景网格和指定尺寸信息的问题,提出了一种自动计算网格尺寸的方法。该方法通过按层次推进产生四面体网格,根据周围前沿面的尺寸和法线信息,计算新生成四面体的尺寸,使四面体网格在尺寸上能够均匀分布。在网格生成过程中,无需人工指定相关信息,并能保证新生成四面体的质量。联立直线和平面的参数方程,根据方程组解的情况判断线段和三角形是否相交,并对相交的条件作了详细的分析。使用空间八叉树管理前沿面,降低与前沿面相关操作的复杂度。数值算例表明,该方法能够生成较高质量的四面体网格。     

有限元网格划分及发展趋势

总结近十年有限元网格划分技术发展状况。首先,研究和分析有限元网格划分的基本原则;其次,对当前典型网格划分方法进行科学地分类,结合实例,系统地分析各种网格划分方法的机理、特点及其适用范围,如映射法、基于栅格法、节点连元法、拓扑分解法、几何分解法和扫描法等;再次,阐述当前网格划分的研究热点,综述六面体网格和曲面网格划分技术;最后,展望有限元网格划分的发展趋势。     

二维有限元网格全自动生成方法

本文提出了一种在二维区域上三角形网格的自动生成方法,它首先利用四叉树生成一个包含要划分区域的正三角形网格,然后再在正三角形网格中引入边界,从而使本方法具有布点合理,成网速度快,数据管理简便的优点。     

边界面法数值结果的云图表征

边界面法继承了传统边界元法的优点,并将几何实体的边界曲面离散为参数空间里的曲面单元,在处理一些特殊问题如移动边界、高梯度、大变形等方面显示出特殊的优越性。但是也使得计算结果的后处理遇到困难。提出了一种基于黎曼度量推进波前法生成三角背景网格的实用边界面法计算结果后处理方法。该法对求解域剖分成三角背景网格然后将计算结果映射到网格节点上,通过区域填充获得计算结果的云图。温度场的数值算例表明该方法可靠实用。     

Meshing complexity: predicting meshing difficulty for single part CAD models

This paper proposes a method for predicting the complexity of meshing computer aided design (CAD) geometries with unstructured, hexahedral, finite elements. Meshing complexity refers to the relative level of effort required to generate a valid finite element mesh on a given CAD geometry. A function is proposed to approximate the meshing complexity for single part CAD models. The function is dependent on a user defined element size as well as on data extracted from the geometry and topology of the CAD part. Several geometry and topology measures are proposed, which both characterize the shape of the CAD part and detect configurations that complicate mesh generation. Based on a test suite of CAD models, the function is demonstrated to be accurate within a certain range of error. The solution proposed here is intended to provide managers and users of meshing software a method of predicting the difficulty in meshing a CAD model. This will enable them to make decisions about model simplification and analysis approaches prior to mesh generation.     

非结构网格布点方法研究进展

用有限元方法求解偏微分方程初边值问题首先要离散求解区域,即网格生成,并且网格质量的好坏直接影响着有限元解的收敛性和精度,所以关于网格生成有很多学者从各自的领域出发做了大量的研究工作。论文关注于非结构网格点的布置方法,对已有的具有代表性的布点方法的研究进展进行了分类综述。     

二维自适应有限元网格生成

自适应有限元网格生成是基于误差估计，自动进行有限元网格优化的一种策略。本文提出了一种基于单元误差估计的二维自适应有限元网格生成算法，并讨论了其实现过程。     

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。     

有限元网格划分技术

本文试图提供有限元网格划分领域的一个清晰的概貌。本文对已发表的有限元网格划分方法进行了综述，并对其进行了分类和优缺点分析。此外，本文还讨论了有限元网格划分的研究前沿。     

多块网格划分技术在CFD仿真中的应用

为提高CFD分析中网格划分的计算精度、减少计算时间、加速收敛,针对某手机的三维模型,采用稳态不可压缩层流分析,应用结构化网格和有限体积法进行计算区域和控制方程的离散.对模型设定边界条件并划分3种不同网格形式,比较可知多块网格划分不仅改善原有网格质量,而且能减少模拟计算时间,提高计算精度.     

基于改进波前法的曲面网格生成算法

为提高传统波前法(Advancing Front Method,AFM)的网格生成效率,利用多维搜索二叉树数据结构实现临近前沿和节点的快速查找,使整个网格生成的时间复杂度接近线性.针对周期曲面网格的生成,提出2种点修正算子,避免传统算法添加虚边界导致局部网格单元质量较差和虚边界计算复杂的问题.网格生成实例表明:多维搜索二叉树提高网格生成速度,引进点修正算子的波前法改善周期曲面网格质量.     

非结构化四边形网格生成新算法

改进了一类基于递归区域分解过程的四边形网格生成算法。引入一套健壮的网格模板,为子域的网格剖分提供统一的处理方案,不再限制最终子域为4节点、6节点或8节点子域,提高了算法的时空效率。结合新的子域网格生成过程和自动区域分解算法,利用背景网格和网格源控制分解线上点的布置,得到一个全自动的非结构化四边形网格生成算法。最后通过网格及数值模拟实例验证了算法性能和实用性。     

Feature-based modeling for automatic mesh generation

Automatic meshing algorithms for finite element analysis are based on a computer understanding of the geometry of the part to be discretized. Current mesh generators understand the part as either a boundary representation, an octree, or a point set. A higher-level understanding of the part can be achieved by associating engineering significance and engineering data, such as loading and boundary conditions, with generic shapes in the part. This technique, called feature-based modeling, is a popular approach to integrating computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing through the use of machinable shapes in the CAD model. It would seem that feature-based design also could aid in the finite element mesh generation process by making engineering information explicit in the model.This paper describes an approach to feature-based mesh generation. The feature representation of a fully functioning feature-based system that does automatic process planning and inspection was extended to include finite element mesh generation. This approach is based on a single feature representation that can be used for design, finite element analysis, process planning, and inspection of prismatic parts. The paper describes several advantages that features provide to the meshing process, such as improved point sets and a convenient method of simplifying the geometry of the model. Also discussed are possible extensions to features to enhance the finite element meshing process.