时域有限差分电磁仿真的网格自动剖分

以AutoCAD为图形支撑平台,应用AutoCAD的Visual Basic for Applications,并结合AutoCAD的图形交换文件,开发了用于时域有限差分电磁仿真的三维网格自动剖分软件。在AutoCAD的绘图区绘制仿真结构,通过Visual Basic forApplications程序对此进行网格剖分,剖分后的所有图形信息以DXF文件格式保存,后续Fortran程序从中提取出每个网格点的位置坐标和电磁参数,将这些数据送给时域有限差分程序进行电磁仿真。以一个微带馈电金属贴片的例子验证了该软件的正确性和实用性。     

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.     

基于STL的三维网格剖分研究

在对铸件的充型与凝固过程进行数值模拟解析时,为了对连续的计算域进行数值计算,首先必须对计算域进行离散化处理,即网格剖分处理.在对STL文件作出介绍后,重点阐述三维网格剖分的原理,接着分析了剖分中需注意的几个问题,最后总结出了网格剖分程序流程.     

岩土工程数值分析中的过渡区方法

在岩土工程中 ,基于实体造型进行六面体网格剖分时 ,材料分界面在实体系统中的存在往往会给网格的生成带来很大的约束 .针对这一问题 ,建议在实体造型阶段取消一些给剖分带来几何拓扑困难的材料分界面 ,从而简化网格剖分 ;进而以模糊数学为工具 ,对于难以确定材料属性的单元 ,首先建立单元对各个材料区域的隶属度 ,然后以相应的隶属度为权值 ,通过对基本材料属性加权平均求得单元的材料参数 .实践证明 ,这种方法不仅精度较高 ,而且易于计算机编程实现 ,特别适用于岩土工程中对几何形状以及材料分区复杂的三维区域剖分六面体网格     

STL格式的PIM仿真软件前处理系统

在粉末注射成形(PIM)仿真软件的前处理部分，需要由三维CAD实体模型生成三角形网格．为了实现PIM仿真软件的前处理系统。提出了一种生成三角形网格的算法，它从STL格式文件中获取网格边界，并且将边界离散化，然后由离散化的边界点自动生成有限元网格．根据该算法，实现了粉末注射充模仿真软件MoldFill的前处理系统，给出了一个网格生成的实例，在实例中生成节点865个，三角形单元1752个，占用CPU时间0．125s．此算法可以适应任意形状的单连通或多连通域实体，较好地解决了前处理系统的网格生成问题，对于同类型的CAE仿真软件开发具有参考价值．     

空间封闭点云的八象限三角剖分算法

提出了一种针对空间封闭点云的三角剖分算法.该算法首先根据空间封闭点云的分布特征,将其划分到三维坐标的八个象限中,使每部分点云的包角均小于180°;然后适当旋转各部分点云,使其对应投影平面面积最大化,再运用平面三角剖分方法对其进行三角剖分,从而得到各部分点云的剖分结果;最后将已处理的各部分用三角面片对其边界进行缝合,进而形成空间封闭点云的立体三角化.实验结果表明,该方法剖分速度快、形成的三角网格质量高,能够较好地再现原三维物体的表面特征.     

多相流数值模拟中复杂地质体网格剖分实现技术

考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三角剖分;查找不合格三角形,调整点布局;生成泰森多边;进行拓扑重构,生成二维、三维PEBI网格。剖分过程中将直井、水平井、断层等各种约束分别概化为点、线、区约束,基于泰森多边形的拓扑重构,完成PEBI网格的生成。将剖分算法耦合到作者前期开发的可视化建模软件TOUGHVISUAL上,并应用于几种典型复杂情况下地质体网格剖分建模,应用结果显示了本文方法的科学实用性和操作简便性。     

基于方向角的散乱点云三角剖分算法

针对直接三角剖分困难,分片三角剖分需要人工干预,且算法效率都很低下问题,提出了高效自动的在特征基点根据方向角进行分片投影三角剖分。算法的主要步骤分为两步：首先从只有位置信息的点云中提取出邻域、矢量和形状索引信息,并利用形状索引信息得到特征基点;然后以特征基点为参考点根据方向角对点云进行分片,每个片进行特征基点切平面投影三角剖分,通过三角剖分有效性处理,连接成最终的网格曲面。实验结果表明算法可以自动高效的重叠和非重叠散乱点云,且可以有效避免曲面自交。     

5多边形高质量同构三角剖分的有效算法

为了使平面形状混合得到较好的结果,提出了一种新的构造2个多边形的高质量同构三角剖分的有效方法.通过加入一定数目的Steiner点生成其中一个多边形的质量较好的三角剖分,根据此三角网格中顶点之间的相对位置关系和邻接关系确定另一个多边形的三角剖分,然后利用面积均等方法和其他优化方法对同构的三角剖分同时进行优化.此算法将同构三角剖分的构造转化为一个稀疏线性方程组的求解,可以通过已有的程序库进行快速求解;同时通过约束一些对应特征点的位置,使生成的同构三角剖分具有较好的特征对应.此算法计算量小,运行效率高,对形状复杂的多边形仍然可以得到满意的结果,适合于morphing等实时性的应用要求.     

一种新的平面点集三角剖分算法

平面点集的三角剖分是计算机图形学中一个比较基本的算法,它的用途非常广泛．本文提出了一个平面点集的三角剖分算法,该方法是一种简单、实用、通用的三角剖分算法,并且给出了该算法在有限元网格中得到的剖分效果分析．     

平面八节点有限元网格生成的位移向量法

在曲边图形的有限元计算中,为了保证计算精度及减小计算规模,提出了一种生成八节点四边形单元的位移向量法,以比例渐变的方式综合考虑了四边形各曲边的格栅点对中间各对应点的影响.为了避免出现奇异性单元,在划分的过程中灵活地应用了比例划分.利用开发的VB和FORTRAN程序对一些模型进行了前处理网格划分和有限元数值计算,结果表明：该方法能简单、快速地生成有限元网格,并且数值结果与解析解良好吻合.     

一种高性能二维有限元网格剖分软件

在通用有限元软件中,网格自动剖分是一个必不可少的重要组成部分。作者基于改进的 Delaunay剖分算法,研制了一种高性能二维有限元三角形网格剖分软件 TRIANG2D。在研制过程中,作者改进了利用加权平分法设置内部节点的方法;提出了两种单元形状修正措施;利用插值法解决了任意曲线边界场域的剖分问题。TRIANG2D 适用于任意复杂的平面场域,具有通用性强、输入数据少、使用方便的特点和剖分网格疏密连续过渡、单元形状理想等优点。     

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.     

三维实体有限差分网络自动生成策略的研究

计算机数值模拟技术是工程计算中的一个重要环节。应用这种技术对温度场,流场和应力场等进行模拟分析,可为工程设计提供可靠的依据,而网格剖分则是数据模拟以前处理技术的重要组成部发。     

基于八叉树的六面体网格自动生成算法

有限元网格生成是工程科学与计算科学的交叉研究领域,有限元分析的发展方向之一是三维六面体网格的生成.对于这个问题,许多研究人员已经提出很多方法.然而,可靠的自动六面体网格生成软件目前尚未开发.在介绍栅格法的基础上提出自动六面体网格剖分算法.基于八叉树算法和由内向外栅格法的这种剖分算法分为4步,分别是实体模型的建立和加密点的生成,利用八叉树算法生成原始六面体网格,利用奇偶法删除不需要的单元从而生成核心六面体网格,六面体网格拟合到实体模型表面.实验表明,该算法可以应用到各种工程问题的网格生成.     

三维实体自动网格生成及改进策略

提出了三维实体有限元网格生成中子域按装的算法及网格局部改进的策略，全面实现了网格生成器与ＳＡＰ５的接口并开发了相应的后处理程序。     

有限元六面体网格的典型生成方法及发展趋势

工程问题三维有限仿真的主要困难是模型的建立,而模型的建立需要采用适合的方法来生成高质量的三维有限元网络,以金属塑性成形过程的三维有限元仿真为例,说明了采用六面体单元的必要性,针对典型的有限元六面体网格生成方法,系统地分析了各种方法的实现原理和发展趋势,并探讨了六面体网格生成总的发展趋势,分析结果说明,复杂域内六面体网格全自动生成的实现是全自动网格生成真正走向实用化、通用化必须解决的问题。     

快速成型的精度分析与自适应分层的研究

研究了快速成型过程中阶梯误差的产生与度量 ,并利用STL文件中的三角形面片的法矢量信息给出了阶梯误差的计算方法 ,提出了可变分层厚度的算法 ,采用自适应分层来减少成型时间的方案     

三通管件的有限元网格的自动剖分

基于分块剖分法,提出一种适用于三通管件有限元网格自动生成的方法,并详细讨论了计算结点坐标的算法,计算结果表明,该算法具有简便,易行,计算精度高和自动生成程度高等特点。