基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究*

研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。     

一种基于多边形剖分的有限元网格生成方法

在两步网格化过程中,待分析区域首先被剖分为具有三条或四条边的简单子区域部分.然后将利用传递模板法或映射法对这些子区域进行网格生成.本文结合计算几何和有限元网格自动生成问题,给出了一种基于简单多边形剖分的全四边形有限元网格自动生成方法.该方法分两步实现有限元网格生成首先通过权函数的引导,对待分析的简单多边形区域先进行子域剖分,得到一组三角形和凸四边形子域(大单元)的集合;然后利用中点剖分方法,将三角形和凸四边形子域单元剖分为全四边形有限元网格.实践证明,本文提出的方法实现简单、使用灵活,结果网格的质量良好.     

有限元网络划分技术

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。     

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。     

曲面的有限元网格顶点法矢算法

分析计算有限元三角形网格顶点法矢的各种算法原理,比较各种算法的结果精度,指出Max方法考虑了三角形网格的形状,且本质上是一种通过对四面体进行外接球面拟合的计算方法,结果精度很高.在此基础上,针对曲面在有限元网格划分后可能同时存在三角形网格和四边形网格,提出适应于单独的三角形网格和四边形网格与两者并存的混合网格的顶点法矢求取算法,计算结果表明了算法的适应性和有效性.     

汽车变速器箱体精准性优化仿真研究

针对由汽车变速器箱体壁厚不均、结构复杂导致有限元网格精准划分困难,计算误差大的问题,提出了一种基于低阶四面体模型,进行复杂零件最佳网格划分方法研究,在对不同单元尺寸和单元类型变速器箱体有限元模型分析研究,获得单元尺寸和单元类型对有限元分析计算精度和经济性的影响规律。用Hypermesh、Ansys为分析平台,根据局部误差与全局误差理论,进行了网格局部加密有限元网格划分方法。通过对汽车变速器箱体分析计算表明,分析方法与实际情况相吻合。     

多子域网格生成方法中健壮保质的型模板

把具有严格数学模型的模板法引入区域分解法中的子区域剖分环节,有效地解决了原有子区域剖分算法中标准定义过死和剖分规则过于烦琐的缺点．模板法和区域分解法结合成败的关键是型模板方案的有效性和健壮性．通过比较现有两种型模板方案,给出了选择型模板方案的一些启发性原则,用以指导建立有效的型模板方案;同时,详细分析其中较优方案中存在的退化情形并给出解决方法,建立了一套健壮且有效的型模板方案．最后通过多个几何区域的网格生成实例说明文中算法的正确性和有效性．     

扫掠法有限元网格生成方法

为了提高有限元网格的生成质量,扫掠法生成六面体网格过程中内部节点定位成为关键一步,在研究复杂扫掠体六面体有限元网格生成算法过程中,提出了一种基于扫掠法的六面体网格生成算法,算法利用源曲面已经划分好的网格和连接曲面的结构化网格,用仿射映射逐层投影,生成目标曲面,提出基于Roca算法的内部节点定位的新算法,运用由外向内推进的波前法思想,生成全部的六面体网格。通过实例表明,该算法快速,稳定,可靠,可处理大量复杂2.5维实体六面体网格生成问题。     

有限元网格生成方法研究的新进展

总结了近10年来有限元网格生成方法的研究进展。首先，概述了目前研究与应用仍然较为活跃的通用网格生成方法，如映射法、基于栅格法、Delaunay三角化法和推进波前法的最新研究进展。其次，对当前的主要研究热点，如曲面网格生成、全六面体网格生成和并行网格生成等进行了阐述；最后，简要地探讨了该领域的发展趋势。     

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．     

An approach to automated decomposition of volumetric mesh

Mesh decomposition is critical for analyzing, understanding, editing and reusing of mesh models. Although there are many methods for mesh decomposition, most utilize only triangular meshes. In this paper, we present an automated method for decomposing a volumetric mesh into semantic components. Our method consists of three parts. First, the outer surface mesh of the volumetric mesh is decomposed into semantic features by applying existing surface mesh segmentation and feature recognition techniques. Then, for each recognized feature, its outer boundary lines are identified, and the corresponding splitter element groups are setup accordingly. The inner volumetric elements of the feature are then obtained based on the established splitter element groups. Finally, each splitter element group is decomposed into two parts using the graph cut algorithm; each group completely belongs to one feature adjacent to the splitter element group. In our graph cut algorithm, the weights of the edges in the dual graph are calculated based on the electric field, which is generated using the vertices of the boundary lines of the features. Experiments on both tetrahedral and hexahedral meshes demonstrate the effectiveness of our method.     

Parallel adaptive mesh generation and decomposition

An important class of methodologies for the parallel processing of computational models defined on some discrete geometric data structures (i.e. meshes, grids) is the so calledgeometry decomposition or splitting approach. Compared to the sequential processing of such models, the geometry splitting parallel methodology requires an additional computational phase. It consists of the decomposition of the associated geometric data structure into a number of balancedsubdomains that satisfy a number of conditions that ensure the load balancing and minimum communication requirement of the underlying computations on a parallel hardware platform. It is well known that the implementation of the mesh decomposition phase requires the solution of a computationally intensive problem. For this reason several fast heuristics have been proposed. In this paper we explore a decomposition approach which is part of a parallel adaptive finite element mesh procedure. The proposed integrated approach consists of five steps. It starts with a coarse background mesh that isoptimally decomposed by applying well known heuristics. Then, the initial mesh is refined in each subdomain after linking the new boundaries introduced by its decomposition. Finally, the decomposition of the new refined mesh is improved so that it satisfies the objectives and conditions of the mesh decomposition problem. Extensive experimentation indicates the effectiveness and efficiency of the proposed parallel mesh and decomposition approach.     

三角网格分割综述

三角网格分割是数字几何处理的重要问题之一,从分割驱动信号、分割类型、分割策略、算法复杂度、适用范围等方面对典型的网格分割算法如迭代聚类法、区域生长算法、分水岭算法、层次分解或合并法、谱分析法、骨架方法等进行了详细的比较和论述。并结合实际工作,对网格分割的研究趋势进行了展望。     

A hybrid ant colony optimization approach for finite element mesh decomposition

This paper examines the application of the ant colony optimization algorithm to the partitioning of unstructured adaptive meshes for parallel explicit time-stepping finite element analysis. The concept of the ant colony optimization technique for finding approximate solutions to combinatorial optimization problems is described.The application of ant colony optimization for partitioning finite element meshes based on triangular elements is described.A recursive greedy algorithm optimization method is also presented as a local optimization technique to improve the quality of the solutions given by the ant colony optimization algorithm. The partitioning is based on the recursive bisection approach.The mesh decomposition is carried out using normal and predictive modes for which the predictive mode uses a trained multilayered feed-forward neural network which estimates the number of triangular elements that will be generated after finite elements mesh generation is carried out.The performance of the proposed hybrid approach for the recursive bisection of finite element meshes is examined by decomposing two mesh examples.     

应用图像蛛网分割的虚拟现实构建

分析了虚拟现实技术中传统变换拼接方法的不足,介绍了蜘蛛网格分割重生成3D虚拟图像的原理与方法,结合构建校园虚拟漫游系统的设计实例,着重介绍了以渲染漫游感受为目的,所提出的若干新概念和采取的若干新措施。     

一种基于三角剖分的产品造型混合方法

提出一种为激发产品造型设计创意提供服务的形状混合方法。首先,将初始模型、 目标模型映射到单位球上;其次,提取目标模型的边界特征;然后,根据提出的“三角剖分规则 一”、“三角剖分规则二”求取中间模型的拓扑模型,从而建立中间模型与初始模型、目标模型的 顶点及造型特征间的映射关系;最后,通过线性插值得到一系列造型各异的中间新造型。该方 法无需合并给定模型的全部拓扑结构,计算量少,生成的新模型数据量少;无需人工干涉,适 合不具备形状混合技术相关专业知识的工业设计师操作使用,生成的新模型能有效保留给定模 型的视觉特征,可为产品造型的概念设计提供参考。     

Domain decomposition method for unstructured meshes in an OpenMP computing environment

In this paper, an efficient unstructured mesh calculation method in an OpenMP parallel computation using multi-core processor is proposed. This is a new domain decomposition method with two characteristics. The first characteristic is to define the size of the sub-block in the computation domain by the size of the cache memory in each core. The second one is to reduce idle time by distributing a defined sub-block for each core appropriately. Using the proposed method, a computation on compressible flow around a plane was able to achieve speed-up more than about 20% in comparison with a conventional method.     

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。     

混合的本体原子分解方法

原子分解是理解本体内部模块结构的有效途径。以局部化模块抽取为基本操作的原子分解方法可用于强表达力的SROIQ本体,但效率较低。基于有向超图的本体模型能够显式地反映原子的依赖关系,但只局限于弱表达力的EL本体。提出一种混合的原子分解算法,首先利用有向超图表示EL子本体,形成部分原子分解,利用模块抽取方法添加剩余非EL公理,得到本体的全部原子分解。以生物医学本体作为测试数据,实验表明,这种混合的原子分解算法能够有效减少运行时间。与传统的基于模块抽取的方法相比,原子分解效率平均提高6.7倍。     

有限元网格生成方法发展综述

在参阅和分析大量有关文献的基础上，对现有的各种有限元网格生成方法进行了总结，特别是对当前广泛使用的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化，推进波前法和八叉树方法等，从理论到具体的算法程序实现等各个方面都作了详尽的剖析，分析了各种方法的优缺点。为深入研究开发全自动、自适应有限元网格生成软件提供了有益的参考。