封面图片说明

正封面图片来自本期论文"一种自由曲面自适应网格生成方法",是浙江大学建筑工程学院空间结构研究中心高博青教授课题组提出的一种自由曲面网格划分方法原理图.该方法以网格的规整性和流畅性为目标,通过一系列几何操作,如曲线分段、分段点连接等,实现了三角形或四边形网格的快速生成,并且通过调整曲线的分段原则,实现了网格大小对曲面形态的自适应.具体步骤如图所示:先用4条边     

基于曲面展开的自由曲面网格划分

为了实现自由曲面的网格划分,提出基于曲面展开和映射思想的网格划分方法.自由曲面参数域的2个方向分别等分,将等分点映射回空间曲面以在曲面上形成矩形点阵,则曲面的展开等效为矩形点阵的映射展开,以参数域对角线所对应的空间曲面对角线为展开基线,按照展开前、后面积变化最小的基本原则,对自由曲面由中心逐层向外展开.该种展开方式能够很好地反映曲面的形状、走向及面积分布;展开的点阵通过拟合形成有边界的二维平面,将二维平面从中心点等角度分成6部分,考虑不同的边界情形,依次对每部分采用线推进方法逐层生成三角形网格,最终实现完整平面的网格生成.该种平面网格划分方式更具操作性,效果更流畅;二维平面的网格根据拓扑不变性,映射回自由曲面形成空间曲面网格.该方法生成的网格线条流畅、大小均匀,有较好的适用性.     

一种新的NURBS曲面的显示技术

提出了一种ＮＵＲＢＳ曲面的显示算法,该算法在通常参数曲面以网格形式显示的基础上,用小曲面片代替小平面片,利用曲线上部分点的切矢来决定显示曲线的点密度,同时增加了精度和速度控制的参数,使得显示的曲面更加光滑、流畅且易于控制。     

一种断层CT图像轮廓线生成曲面的三角化算法

本文针对断层图像(CT)轮廓线生成3D曲面这一技术,提出一种简单快速的三角划分算法.该算法首先用链码曲线拐角检测法给定轮廓线进行划分,生成顶点链码,然后对相邻的两个顶点链码进行梯度方向上的拟合,再使用启发式优化逼近曲面方法生成三角形网格的三维曲面.     

三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成

针对三体船Rank ine源计算方法的自由面网格快速生成问题,基于NURBS(非均匀有理B样条)曲线表达船体水线及自由面网格边界线,运用贴体坐标代数法生成自由面网格,开发了适用于三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成系统.该系统仅需输入必要的船体型值和几个控制参数即可快速生成三体船兴波阻力计算的自由面网格,并实现网格密度变化控制,避免了商用网格生成软件生成三体船自由面网格的繁琐过程,可用于带有方尾的三体船型自由面网格快速生成,提高了三体船兴波问题Rank ine源计算方法自由面网格划分效率.     

基于子域重构的扫掠体六面体网格划分方法

针对扫掠体连接其他实体造成扫掠面结构网格划分困难,导致扫掠法无法在扫掠体内生成六面体网格的问题,提出针对扫掠体的六面体网格划分方法.该方法对扫掠面进行拓扑分解,依据结构网格节点的排列要求和分解域的连接关系综合计算棱边单元划分数.结合超限映射法在分解域内填充结构网格,依据扫掠法的基本步骤生成六面体网格;对不能采用结构网格填充的扫掠面子域进行重构以隔离非结构网格,对扫掠面子域边界外、内的网格区域先后进行扫掠生成最终六面体网格.实例表明,该方法稳定、可靠,可以处理复杂的2.5维实体六面体网格生成问题.     

矢量化网格剖分算法在服装衣片图像中的应用

矢量化网格剖分是服装衣片图像的二维-三维转换和虚拟服装设计的基础工作之一.在传统的网格生成和剖分算法基础上,提出了一种适合于服装衣片图像的多边形网格剖分算法;重点论述了网格划分、质点的生成过程和三角网格连接算法.算法仿真结果表明,该算法具有边界清晰、失真度小、自适应强和自动化程度高等特点,适合于任意形状的服装衣片.     

一种断层CT图像轮廓线生成曲面的三角化算法

本文针对断层图像（ＣＴ）轮廓线生成３Ｄ曲面这一技术,提出一种简单快速的三角划分算法,该算法首先用链码曲线拐角检测法给定轮廓线进行划分,生成顶点链码,然后对相邻的两个顶点链码进行梯度方向上的拟合,再使用启发式优化逼近曲面方法生成三角形网格的三维曲面。     

自由形态网壳结构网格生成的等参线分割法

基于自由曲面造型中普遍应用的B样条(B-spline)曲面的张量积特性,提出适用于自由形态网壳结构的网格生成方法——等参线分割法.介绍该方法的网格生成流程,阐述了该方法的关键步骤——等参线等弦长分割的算法实现,探讨了当曲面局部自相交时通过增加判断条件修正分割结果的方法.结合网壳结构的特殊要求,提出网格质量的评价标准.通过不同类型的自由曲面网格生成算例表明,采用该方法能够显著提高整体网格的形状质量和杆件长度的均匀性、统一性,适用于自由形态网壳结构的建模.     

任意四边形网格上G1/C2连续B样条曲面的构造

针对经过四边形划分的点云或网格模型,提出了在呈任意拓扑四边形的网格上构造光滑拼接曲面片的算法.首先生成原始模型上的四边形曲线网格,且对每个四边形区域,由边界曲线和内部数据点拟合生成B样条曲面,在得到G0连续的曲面片网格后,采用了一种跨界导矢矫正方法,使相连的两张曲面片在正则边界上保持C2连续,非正则边界上保持近似的G1连续.实验表明,该算法速度快,适用性强,对四边形网格的拓扑结构没有限制;在重建的曲面片具有较好的连续性,同时保持了模型的几何特征,能满足工程实际需要.     

三维有限差分前处理系统的研究和实现

从实体造型、网格划分和网格显示三大主要功能模块介绍三维有限差分前处理系统的研制.采用CSG_BRep模型进行实体造型,引入快速成形中的切片分层技术,完成复杂实体模型的三维有限差分网格的自动划分,提出了一种快速剔除实体内部完全不可见网格面(线)的消隐算法,极大的提高了网格图的绘制速度.针对网格划分产生的零星空网格的问题,采用降维思想,提出了将同一条扫描线上,交点距离小于一倍网格步长的两个交点合并为一个交点,从根本上消除了零星空网格.     

格网设计法与建筑造型

通过对不同类型格同组织的分析,揭示了格网的表现语言和操作图式,并结合实例分析了各类格网在建筑设计中的应用．     

Study on complicated solid modeling and Cartesian grid generation method

A Cartesian grid generation method is developed in this study.Two kinds of solid modeling methods,CSG and STL models,are used for complicated solid modeling.The staircase boundary approximation is implemented to handle irregular geometries and the computational domain is discretized using a regular Cartesian grid.Using the edge-based integral slice algorithm,the models are sliced with a set of parallel planes to generate 2D slices information.The scan line filling technique is used to achieve grid generation after slicing.Two grid generation examples with a CSG model and a STL model are given to test the capability of the grid generation method.For grid displaying,a method is proposed to remove the hidden surfaces fasten based on the topology of orthogonal hexahedral grids.The parallelization of grid displaying is achieved by employing multi-threaded parallel technique.Parallel test results show that the parallel algorithm has the absolute advantage on speed compared to the serial algorithm.     

不同网格加密方法在河流回补地下水模拟中的对比

河流回补地下水是线状回补过程,河道附近地下水位高精度模拟是回补效果准确评估的关键。基于非结构化网格加密方法,设定4种不同的网格剖分方案(两种结构化网格和两种局部加密的非结构化网格),在不同边界条件下对河流回补地下水过程进行模拟。通过对末流场、距离河道不同范围回补前后水位变差、地下水均衡和模型运行效率的对比分析,阐明线状回补模拟中不同网格加密方法的优劣。结果表明:与粗结构网格模型相比,两种局部加密的非结构化网格模型以及细结构网格模型的模拟精度高,能更准确刻画因河道回补导致的地下水位变化; 两种局部加密的非结构化网格模型比细结构网格模型运行时间短,在没有大幅降低模拟精度的条件下,运行效率更高; 四叉树网格模型相对于嵌套网格模型具有长期模拟的优势,在河流回补期末,模拟精度要稍高于嵌套网格模型; 同时,四叉树网格模型具有多级加密的优势,加密级次越多,剖分的网格数量相对越少,运行时间相对更短。综上所述,四叉树网格加密方法既保证了模拟精度,又一定程度上提高了模型运行效率,是值得推广的一种局部网格加密方法。     

基于独立边数的链码方法

提出一种适用于表达不同类型边界网格的链码方法.该链码可通过记录各边界网格的独立边数得到,称之为边链码.其中,六边形网格边链码即各边界网格的独立边数集合;四边形网格的边链码在记录独立边数的同时,可区分2种不同轮廓行进方向;三角形网格的边链码则由“0”~“3”和“4”~“7”分别表示独立边数为1或2时的4种情况;对于边界上的特殊情况,边链码分别利用无意义的编码组合对原码值进行替换,有效减少编码冗余.边链码与起始位置无关,具有旋转与翻转不变性,并能够检测直线段以及计算边界周长.将边链码与4种经典的链码方法进行编码效率对比实验,结果表明,边链码能够应用于各类网格边界表达,六边形与三角形的边链码总码数分别为VCC的50%和78%左右,四边形边链码的压缩率可达0.827 5.     

复杂边界正交曲线网格生成技术

在采用Poisson方程进行曲线网格生成时,如何确定合适的调节因子P、Q函数是一个重要的研究内容.分析了Thompson的曲线网格生成方法中控制网格分布的调节函数的缺陷,经过严格推导得出了一组新的调节函数P、Q的表达式,并采用新调节函数生成曲线网格.网格实例表明,该调节函数能够对复杂边界的单连通域或多连通域生成理想的正交曲线网格,网格的尺寸与形状连续光滑地变化,网格线的光滑性和间距得到了有效的控制,网格分布能够适应物理量场变化的情形;正交曲线网格能够在实际水利工程流场数值模拟中准确地使用边界条件,从而提高其求解的精确度.     

一种求解控制系统可达集的网格投影法

控制系统在某一时刻的前向可达集是指从初始状态出发,在该时刻能够达到的状态的集合.为了求解非线性控制系统的前向可达集,首先通过常微分方程数值方法对连续控制系统进行离散,转化为离散系统;其次由于连续控制系统的可达集可用其相应的离散系统的可达集来近似,针对离散控制系统,提出了基于最优化技术的网格投影法近似描述可达集,该方法布置了均匀分布的网格点,并将网格点向可达集边界投影,每个投影问题都对应一个最优化问题,通过求解这些优化问题得到可达集的近似描述;进一步地,理论分析证明了该方法布置的网格点间隔越小得到的可达集近似误差越小;最后通过数值仿真验证了该方法的有效性,并将其与文献中已有的DFOG(Distance fields on grids)方法进行对比.研究表明:网格投影法可以有效地处理具有非凸可达集的控制系统;相较于DFOG方法,该方法能够得到分布均匀的边界点,且求解的优化问题的数量少,计算时间短.     

翼身组合体的网格生成及EULER方程数值模拟

采用代数方法中的广义无限插值法生成翼身组合体三维Ｏ－Ｃ型贴体网格。该方法使用双边界法和引入了物面外法向导数以保证物面附近网格正交的处理方法，提高了代数方法生成翼身组合体网格的质量。并用中心格式有限体积法求解跨声速ＥＵＬＥＲ方程，以某翼身组合体模型为例，计算结果与实验符合良好。     

关于新能源电厂并网安全管理及消纳的探讨

随着生物质、垃圾、光伏、风电等新能源发电厂的大量并入电网,襄阳供电公司秉承国网公司四个服务之“服务发电企业”的宗旨．切实维护新能源并网发电厂及电网各方合法权益,根据相关法律、法规、政策,制定了一系列工作流程、细则及管理规范,从新能源电厂机组接入审查、并网调试、并网试运行到并网商业化运行,严格执行流程规范,确保新能源发电厂并入电网安全运行。同时从强化与新能源并网电厂的沟通联系、加强设备巡视维护与计划检修力度、跟踪新能源电厂的燃料管理、做好发电负荷计划调配等多方面管理,确保完全消纳新能源并网发电厂的发电量,确保新能源并网发电厂、电网安全稳定运行,实现了电网和新能源并网电厂的双赢。     

基于直角叉树切割网格的复杂外形N-S方程数值模拟

对于粘性绕流的数值模拟，在直角叉树切割网格的基础上，结合三角形非结构网格和矩形结构化网格，利用其各自的优势和特点，提出了一种生成混合染交网格的思路和方法，在物面附近生成了适合粘性流计算的大长宽比矩形网格，地远场分布直角叉树切割网格，快速离散计算空间。对于复杂的多体问题，采用三角形网格来连接 各体网格，并运用网格合并的方法，保证了各网格之间的光滑过渡过连接，提高了网格的质量，针对复杂多段翼型绕流问题，在上述网格基础上，采用B－L代数湍流模型和中心有限体积法，完成了Navier-Stokes方程（N－S方程）的数值模拟，计算结果表明，网格生成和流场计算都是正确的。