二维几何特征自适应有限元网格生成(二)--算法描述

以Delaunay三角剖分为基础,构造几何特征自适应有限元网格单元尺寸信息场,给出动态节点一单元一体化生成算法,实现二维形体几何特征自适应有限元网格的自动生成,并使分析对象力学特性得到一定程度的自适应．     

基于几何造型的有限元网格的自适应生成

介绍一个基于几何造型系统的有限元分析的前处理系统。该系统可对几何造型的二维任意形体进行快速可靠的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，提出网格自动生成的网格密度的控制和基于误差估计的自适应有限元网格生成算法，并给出了应用实例。     

基于几何造型的有限元网络自适应生成

介绍一个基于几何造型系统的有限元分析的前处理系统。该系统可对几何造型的二维任意形体进行快速可靠的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，提出网络自动生成的网络密度的控制和基于误差估计的自适应有限元网格生成算法，并给出了应用实例。     

自动生成空心叶片三维有限元网格

本文对空心叶片的三维有限元网格自动生成了作了初步探讨。介绍了利用空心叶片造型提供的几何信息，求出了实现三维有限多格分割所需的全部立体单元的节点坐标、单元及节点编号的方法。     

基于AutoCAD的有限元前处理系统设计

以AutoCAD为几何平台,并利用其提供的二次开发技术实现了有限元前处理系统的编程。该方法解决了常规的有限元分析系统中的几何建模系统和前处理系统脱节的问题。集成了造型、单元属性设置、网格划分、显示等多种模块。研究了有限元前处理系统的若干关键技术,包括如何控制网格形态、输出求解数据接口、基于ObjectARX的CAD/CAE集成设计、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法。建立了一个基于AutoCAD的有限元前处理系统。     

二维几何特征自适应有限元网格生成(一)--几何特征识别

发现二维形体边界均匀离散点集Delaunay三角剖分所具有的4个性质．根据这4个性质所描述的Delaunay三角剖分和形体几何特征之间的关系提出几何特征自动识别方法,并建立网格自适应机制,实现三维形体几何特征和部分力学特性自适应有限元网格自动生成．     

基于二维轮廓序列的膝关节三维重建

提出了一个基于二维轮廓序列的四面体网格生成方法,用于医学图像三维几何模型重构.该方法首先对各选定的断层图像提取目标轮廓并做分支匹配等处理,然后生成各轮廓内部平面域的三角网格,最后在相邻断层之间根据三角网格连接四面体单元.该方法被应用于人体膝关节虚拟手术系统的三维几何建模,得到的膝部股骨模型包含494个节点和2 046个四面体单元,膝部脂肪模型包含2 854个节点和14011个四面体单元,这些模型被成功地应用于膝关节手术仿真,从而证明了该三维模型重建方法的可行性和有效性.     

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．     

有限元网格全自动生成的九分法

本文论述了有限元网格全自动生成的九分法．这种方法将等边三角形单元划分为九个小等边三角形单元；允许有限元网格局部加密，加密交接处引入五点元．该法可做为前处理器与有限元分析程序系统的联结．     

有限元四边单元网格模型的参数化重建

不同于已有的从CAD模型出发构建体参数化模型的思路,为了进行等几何分析,从二维有限元四边单元网格模型出发,重建该网格模型对应的参数化模型.首先利用现有CAE软件生成有限元四边单元网格模型;然后进行网格预处理提取单元之间的拓扑信息,并依据规则实现网格单元规范合并、子域自适应合并、子域边界生成等操作,生成多个零亏格四边子域;最后利用边界插值算法和内点优化算法实现子域参数化.通过多个实例验证了文中算法的有效性;为有限元网格到体参数化模型的转换提供了技术支持,进而为实现海量的CAE模型参数化及其等几何分析提供了一条便捷的途径.     

基于NURBS表示的实体三维有限元网格生成

有限元网格生成是零件几何定义和有限元分析之间必不可少的步骤。为实现有限元网格生成的自动化,人们编制了许多程序,但大多数难以应用于复杂的三维物体。本文借助于参数映射法的支持,对基于NURBS表示的实体进行有限元网格划分,并给出了一带网格的长方体和弯曲变形后的网格形状实例。     

箱体类塑件注射模三维造型方法

基于ＡｕｔｏＣＡＤ Ｒ１２工作平台,以箱体类塑件为对象开发了一种注射模ＣＡＤ系统,该系统提出了一种新的高级体素单元－切片体素;提出了利用二维塑件图形来获得三维塑件几何造型的图形数据输入方法和能完成复杂成型零件的三维几何造型技术;设计了相关的系统数据库接口,实现了系统各模块内部数据的集成统一等关键技术;给出了模具三维装配造型和装配图纸生成实例。     

基于三视图的三维形体重建技术

基于工程图纸的三维形体的重建技术是根据形体的二维视图中的几何信息和拓扑信息,生成相应的三维形体,这是一个从爸维到高维的构造过程,文中提出了一个三维形体重建算法,该算法首先根据三视图生成形体的线框图,然后应用左邻边搜索策略求出线框图内的所有面及相应的极小环,最后利用Ｍｏｅｂｉｕｓ规则及工程图的性质,删除重建过程中生成的非法元素,该方法利用二几何基元和三维几何基元的几何性质及生成关系,减少了重建过程中     

栅格法三维六面体网格局部加密算法

有限元数值分析的精度和效率与网格单元的划分质量以及疏密程度密切相关,针对三维六面体网格单元之间疏密过渡必须平缓和协调的要求,提出了一套基于8分法的六面体网格加密模板,并给出了相应的数据结构和模板应用方式.为使所有加密单元都有相对应的加密模板,建立了加密信息场调整规则;对需要进行加密的区域首先补充加密单元,按照节点加密属性调整加密信息场,然后根据单元加密属性对加密单元进行分类,按照全加密单元、面加密单元、边加密单元以及过渡加密单元的顺序依次采用相应的模板进行加密,从而实现三维六面体网格的局部协调加密.实例结果表明,采用该套加密模板的六面体网格局部加密算法能够保障密集网格向稀疏网格的平缓和协调过渡,所生成的网格可满足有限元数值计算的要求.     

基于投影法三维模型全六面体网格的划分方法

针对六面体网格自动划分的难度远高于四面体网格的问题,用投影法对简单形状的初始网格进行投影变换得到每个块体的实际网格,用节点合并算法和再分割技术实现不同块体之间的不同密度网格的过渡,从而生成复杂三维几何形体的全六面体网格.算例表明：该方法生成的网格质量很好,易于实施,适用性广.     

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。     

NURBS三参数实体造型及在模具CAD/CAM中的应用

在大量ＣＡＤ／ＣＡＭ应用类问题中，不但需要描述实体的外形，也要求表达实体的内部信息．针对这个要求，本文提出了ＮＵＲＢＳ三参数实体造型方法和形体构筑技术．本文将此方法应用于模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中，如有限元建模中的形体三维有限元网格生成及相应的应力分析、质量特性计算等问题.     

一种有限元科学计算可视化方法

通过线性插值和关联网格追踪建立了有限元二维基本单元的等值线生成算法;建立了平面局部坐标和三维整体坐标的转换关系式,并结合分体为面的思想将二维单元可视化算法推广到三维空间;构建了结构变形图比例放大因子计算公式;以三维有限元可视化算法构建了轴承座强度分析的等效应力云图和铁路货运罐车前六阶模态振型图。结果表明,该算法能够准确有效地描述有限元分析结果,具有工程应用价值。     

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。     

多边形单元网格自动生成技术

近年来兴起的多边形有限元方法,在有限元计算中采用多边形单元划分网格,不仅可以更好地适应求解区域的几何形状,而且增加了网格划分的灵活性。为了更方便有效地生成多边形单元网格,在Delaunay三角形的基础上,通过将共圆Delaunay三角形合并为一个圆内接多边形,首先提出了Delaunay多边形的概念,进而提出了一种多边形网格自动生成的Delaunay多边形化算法。利用该Delaunay多边形化技术,对工程中常见的几何形状进行网格划分的具体算例表明,Delaunay多边形化方法可以生成性质优良的多边形单元网格。