有限元网格自动生成典型方法及发展方向

在分析大量的有限元网格自动生成算法的基础上，阐述了有限元网格的一般描述和通用方法，总结了各类主要的网格生成方法的优缺点及数据特性，最后指出了自动网格生成的几个主要发展方向。     

有限元网格自动生成典型方法及发展方向

在分析大量的有限元网格自动生成算法的基础上，阐述了有限元网格的一般描述和通用方法，总结了各类主要的网格生成方法的优缺点及数据特性，最后指出了自动网格生成的几个主要发展方向。     

三维实体有限元自适应网格规划生成

为实现三维实体有限元网格自适应生成，设计了中心点、沿指定曲线和基于实体表面等网格加密生成方式；并根据分析对象几何特征和物理特性经验估计，以规划的方式构造自适应网格单元尺寸信息场．在此基础上，提出基于Delaunay剖分的动态节点单元一体化算法，生成几何特征和物理特性整体自适应的有限元网格．     

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.     

三维实体仿真建模的网格自动生成方法

有限元网格模型的生成与几何拓扑特征和力学特性有直接关系。建立网格模型时，为了更真实地反映原几何形体的特征，在小特征尺寸或曲率较大等局部区域网格应加密剖分；为提高有限元分析精度和效率，在待分析的开口、裂纹、几何突变、外载、约束等具有应力集中力学特性的局部区域，网格应加密剖分。为此，该文提出了基于几何特征和物理特性相结合的网格自动生成方法。该方法既能有效地描述几何形体，又能实现应力集中区域的网格局部加密及粗细网格的均匀过渡。实例表明本方法实用性强、效果良好。     

有限元网格自动生成系统MESHG

本文介绍了一个适用于微机的有限元网格自动生成系统 MESHG2.00的特点和功能,该系统利用映射法可生成膜、板、壳、实体及其组合结构的网格,输入的初始网格及生成网格均可通过图形诊断,生成网格信息数据输出形式可由使用者选择或根据实际需要方便地重新组织,实践证明该系统是个方便,有效、对硬件环境适应力强的有限元分析前处理系统。     

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。     

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。     

面向有限元分析的实体表面网格模型的优化

针对CAE软件开发的需要，将通用CAD软件输出的以表面三角形网格形式表示的实体模型输入CAE软件，作为有限元分析用几何模型。然后根据特定领域有限元分析的要求对表面网格进行优化处理，优化网格的数量和质量，以便进一步生成适合有限元计算需要的各种单元模型。     

基于波前法的参数曲面有限元网格生成算法

为克服参数曲面有限元网格生成中的单元形状映射畸变问题,提出一种曲面有限元网格自动生成算法.该算法由弹性矢量确定曲面上新节点的生成方向和空间位置,利用相应的参数域网格进行新单元拓扑相容性判断.在生成闭曲面网格时,通过添加参/虚边界棱边对闭曲面边界进行调整,确保闭曲面边界信息相对其参数域的完整性;在给出闭曲面极点初始化方法和适当设置单元边线段相等条件的基础上,该算法适用于各种不同形式闭曲面的网格自动生成.实验算例表明,文中算法可生成质量良好的参数曲面和组合面有限元网格.     

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。     

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。     

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。     

Automatic hexahedral mesh generation for multi-domain composite models using a hybrid projective grid-based method

This paper presents an algorithm to generate an all-hexahedral mesh of a multi-domain solid model using a hybrid grid-based approach. This is based on a projective concept during the boundary adaptation of the initial mesh. In general, the algorithm involves the generation of a grid structure, which is superimposed on the solid model. This grid structure forms an initial mesh consisting of hexahedral elements, which intersect fully or partially with the solid model. This initial mesh is then shrunk in an outside-in manner to the faces of the model through a node projection process using the closest position approach. To match the resulting mesh to the edges of the model, a minimal deformation angle method is used. Finally, to match the vertices with the nodes on the mesh, a minimal warp angle method is employed. To create the mesh of a multi-domain solid model, an outside-in and inside-in hybrid of the grid-based method is used. This hybrid method ensures that the meshes of the different domains are conforming at their common boundary. This paper also describes two methods for resolving cases of degenerate elements: a splitting technique and a wedge insertion technique.     

A strategy of automatic hexahedral mesh generation by using an improved whisker-weaving method with a surface mesh modification procedure

One of the demands for three dimensional (3D) finite element analyses is the development of an automatic hexahedral mesh generator. For this problem, several methods have been proposed by many researchers. However, reliable automatic hexahedral mesh generation has not been developed at present. In this paper, a new strategy of fully automatic hexahedral mesh generation is proposed. In this strategy, the prerequisite for generating a hexahedral mesh is a quadrilateral surface mesh. From the given surface mesh, combinatorial dual cycles (sheet loops for the whisker-weaving algorithm) are generated to produce a hexahedral mesh. Since generating a good quality hexahedral mesh does not depend only on the quality of quadrilaterals of the surface mesh but also on the quality of the sheet loops generated from it, a surface mesh modification method to remove self-intersections from sheet loops is developed. Next, an automatic hexahedral mesh generator by the improved whisker-weaving algorithm is developed in this paper. By creating elements and nodes on 3D real space during the weaving process, it becomes possible to generate a hexahedral mesh with fewer bad-quality elements. Several examples will be presented to show the validity of the proposed mesh generation strategy.     

弹性网格变形方法及其应用

1.引言 网格生成是数值计算中的基础问题.在微分方程数值方法的实现过程中,一个合适的计算网格可以提高计算精度,大大降低计算复杂性.近年来,人们所关注的数值求解微分方程自适应方法也包含了网格自动生成的研究.目前,国内外在这方面的研究工作很多.以网格类型而言,有结     

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。     

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。     

New software developments for quality mesh generation and optimization from biomedical imaging data

In this paper we present a new software toolkit for generating and optimizing surface and volumetric meshes from three-dimensional (3D) biomedical imaging data, targeted at image-based finite element analysis of some biomedical activities in a single material domain. Our toolkit includes a series of geometric processing algorithms including surface re-meshing and quality-guaranteed tetrahedral mesh generation and optimization. All methods described have been encapsulated into a user-friendly graphical interface for easy manipulation and informative visualization of biomedical images and mesh models. Numerous examples are presented to demonstrate the effectiveness and efficiency of the described methods and toolkit.