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.     

参数曲面网格生成的改进波前法

采用从曲面两条边界向曲面中心推进的方法．避免了常规波前法中由于曲面角点的不良形态导致网格规划的失败和生成低质量网格．提出了一种新的节点生成方法,直接在三维空间中生成节点,然后映射到参数平面,使得在平面上进行节点及单元的合法性检查成为可能．针对从两侧推进的波前法,给出一种新的判断网格收敛的疗法．算例表明．文中方法易于实施、稳定性好,生成的网格质量高．     

基于黎曼度量的复杂参数曲面有限元网格生成方法

给出了三维空间的黎曼度量和曲面自身的黎曼度量相结合的三维复杂参数曲面自适应网格生成的改进波前推进算法.详细阐述了曲面参数域上任意一点的黎曼度量的计算和插值方法;采用可细化的栅格作为背景网格,在降低了程序实现的难度的同时提高了网格生成的速度;提出按层推进和按最短边推进相结合的方法,在保证边界网格质量的同时,提高曲面内部网格的质量.三维自适应黎曼度量的引入,提高了算法剖分复杂曲面的自适应性.算例表明,该算法对复杂曲面能够生成高质量的网格,而且整个算法具有很好的时间特性和可靠性.     

自交有理参数曲面网格生成

针对现有网格生成算法在处理自交曲面时出现的缺少交线表示、误差大以及交线附近三角形质量差的问题,提出一种针对自交有理参数曲面的网格生成算法.首先,利用动平面法计算曲面的奇异因子;其次,利用奇异因子和曲面的第一基本形式定位交线上的拓扑关键点;再次,基于动平面法设计了一种交线网格点配对生成算法,以保证网格交线的邻域协调性;最后,使用基于粒子的网格生成法生成参数域网格.在具有不同拓扑的自交曲面上进行网格生成实验,所提算法可保证网格交线拓扑正确性,且与未进行交线网格点配对的各类代表性各向同性网格生成算法相比,网格三角形最小角平均值平均高0.6%.     

多裁剪自由曲面生成有限元网格的实现

论述了多裁剪自由曲面生成有限元曲面网格的几个关键技术.采用了推进波前法生成曲面网格,给出了核心算法;在曲面算法中运用了介于参数法与直接法之间的新方法.针对求解曲面上最优点的参数域反算问题,引入了切矢逆求方法,可使迭代次数大为降低.测试表明,该算法快速、稳定.对大型的多裁剪自由曲面生成的曲面有限元网格,可直接用于有限元计算.     

参数曲面的有限元网格化

基于推进波前法,本文提出了一种针对三维Trimmed参数曲面的有限元网格剖分方法,首先对曲面参数空间进行剖分,利用结点密度函数（与曲率有关）和生成内部结点的公式,使网格单元和结点能同时生成,然后把网格反映射到曲面上,从而实现参数曲面的三角形网格剖分。     

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.     

几何自适应参数曲面网格生成

为满足有限元分析的需要,针对参数曲面提出一种几何自适应的网格生成方法.通过黎曼度量控制下的曲面约束Delaunay三角化获得曲面中轴,将其用于自动识别曲面邻近特征,并通过曲率计算自动识别曲率特征;根据邻近特征和曲率特征,融合传统网格尺寸控制技术控制边界曲线离散,并创建密度场;结合映射法和前沿推进技术对组合参数曲面生成几何自适应的网格.实验结果表明,该方法能够处理复杂的几何外形,生成的网格具有很好的自适应效果和质量.     

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。     

改进波前法初始布点的高质量CVT网格生成

利用改进波前法(AFT)生成网格初始布点和Voronoi质心块(CVT)网格优化技术,在任意平面域获得了几乎是等边三角形的高质量非结构化网格.该算法在边界网格的基础上将离散边界作为初始波前,通过规范边长将网格单元分为合格与不合格单元,在不合格单元侧根据网格尺寸函数的要求构造新的最优点集,并过滤后进行Delaunay插入.利用CVT技术进一步调整网格节点位置,结合局部边交换,获得了网格几何平均质量在0.985以上的几乎是等边三角形的高质量网格.     

一种裁剪参数曲面的有限元网格剖分方法

在板料冲压成形模拟分析中,从CAD系统输入的模具的曲面模型包含大量的裁剪参数曲面,曲面之间的相邻关系复杂,针对这种曲面模型的特点,提出了一种裁剪参数曲面的有限元网格剖分方法,单个裁剪参数曲面采用非约束边界的等参数映射法,各个裁剪参数曲面各自独立地网格剖分产生了网格单元后,再将各个裁剪参数曲面的网格单元合并为单元相容,即单元间无裂缝和覆盖的网格模型,这种方法适合于需要大量裁剪参数曲面拼合的复杂曲面模型,如汽车覆盖件模型的网格剖分。     

四边形网格生成中的前沿边生长改进算法

为提高B样条曲面重构中点云四边形网格的生成效率和质量,对现有的四边形网格Q-Morph前沿边生长算法进行改进,提出面向四边形网格生成的三角网格拓扑优化方法,通过设定生长限制条件和调整网格顶点度,保证全局四边形网格质量,实现适合复杂曲面重构的规则四边形网格获取。实例结果表明,该算法效率高、适应性好,生成的四边形网格具有分布均匀、不规则网格数量少的优点。     

支持裂纹扩展的三维有限元网格生成算法

描述了任意形状三维区域的非结构四面体网格生成算法,该算法对不含裂纹的区域、含单裂纹或多裂纹的区域都适用。算法首先使用八叉树来确定网格单元大小,然后采用前沿推进技术来生成网格。在前沿推进过程中,采用基于几何形状和基于拓扑结构的两个步骤来保证前沿向前移动过程中发生问题时仍能进行正确执行,并且使用了一种局部网格优化方法来提高网格划分的质量。最后,将算法运用到带有裂纹的复杂实体模型,实验结果表明该算法具有较强的适用性和较高的性能。     

一种用于自动生成二维全四边形有限元网格的改进的铺设算法

本文所述改进算法删除了原有算法的诸多繁琐之处,改进了原有算法的许多不足,并加入了一些新的算法规则。实例测试结果表明,用本文所述改进算法生产的四边形网格具有网格分布均匀,四格四边形接近于规则四边等特点。     

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。