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。     

一个基于网格前沿技术的三维实体四面体有限元网格剖分算法

在三维实体有限元网格自动生成过程中,其主要问题是如何生成均匀的网格结点。本文用网格前沿技术逐层生成网格结点,并采用Ｄｅｌａｕｎａｙ 三角剖分技术生成四面体网格单元。最后给出了两个剖分实例。     

一种基于局部优先的平面任意区域三角剖分算法

提出一种基于节点连元的局部优先三角形网格自动生成新算法。在该算法的节点生成过程中,引入了用交点的左右侧属性来确定可布内节点的扫描线段的方法,正确地生成了分布合理的节点。在单元生成过程中,利用合理的扫描线段结构和新建立的栅格结构,进行局部搜索、求交,从而提高了效率,并得到较好质量的三角形网格,最后用实验验证了该算法的效率及性能。     

基于分类体数据的四面体网格剖分算法

虚拟内窥手术是以真实病人的CT或者MRI扫描数据为基础,首先通过组织分割,在计算机内部建立起三维模型,然后通过虚拟现实技术来模拟窥镜手术全过程的一项技术。其中,人体器官的三维网格建模是该技术中一个十分重要的部分,为了准确地进行了人体器官三维网格建模,在对三维体数据进行组织分割的基础上,提出了一种由分类体数据直接建立三维四面体网格的方法,由于Delaunay三角剖分所产生的网格质量比较高,所以该方法沿用逐点插入算法的思想,以特征点的提取和Steiner布点为基础来生成四面体网格,并通过组织边界的判定准则和利用flip操作来恢复组织边界,实践证明,该方法所生成的网格具有自适应的网格密度。     

三维实体的四面体有限元网格自动生成

针对三维实体有限元网格自动剖分的困难，本文提出了一种改进的结点连接法，将传统结点连接法中的结点生成和单元形成两大彼此独立步骤合二为一，使得结点和单元的产生相互依存，彼此影响、交替进行，实现了三维实体Ｄｅｌａｕｎａｙ剖分的自动化，一体化。     

钢筋混凝土结构有限元网格剖分的一种方法

本文将选用２分离式模型对钢筋混凝土平面结构进行有限元网格剖分,其中对混凝土结构采用四边形网格的自动剖分方法,对钢筋则采用一维杆单元的生成方法。本文所述方法能保证所产生网格的质量,有利于钢筋混凝土有限元分析。     

平面任意区域四边形网格自动生成的一种方法

在改进节点连接法的基础上，提出了一种平面任意区域的有限元网格全自动剖分方法，既能快速生成四边形单元网格，也能生成三角形单元网格；     

NURBS曲面的有限元网格三角划分

主要介绍一种ＮＵＲＢＳ曲面的有限元网格三角剖分算法，首先讨论ＮＵＲＢＳ曲面的离散算法，接着在此基础上，提出了利用网格前沿技术剖分ＮＵＲＢＳ曲面的算法，并且网格单元和结点同时生成。     

NURBS曲面的有限元网格三角剖分

主要介绍一种ＮＵＲＢＳ曲面的有限元网格三角剖分算法。首先讨论ＮＵＲＢＳ曲面的离散算法，接着在此基础上，提出了利用网格前沿技术剖分ＮＵＲＢＳ曲面的算法，并且网格单元和结点同时生成     

基于四面体网格的地层三维模型构建

针对传统的三维地层模型在用来分析与解决一些实际工程问题时出现的许多不足,如无法进行有限元分析、精确模拟计算等情况,提出了一种基于四面体构网的三维地层建模方法,并且对该方法的基本思路与所用到的四面体网格生成技术(tetgen)作出了详细地介绍,并结合现有数据资料进行了验证,达到了预期效果。     

基于四面体坐标系的三维变形方法及应用

为了直观、精确地控制模型的形变,提出一种基于自定义四面体坐标系的三维变形计算方法.首先从几何上给出四面体坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些性质,使得拓扑变形易于实现,并可应用在三维变形技术中;然后描述了基于四面体坐标系的2种三维变形算法:嵌入式变形与基于特征的精确变形算法.通过多个变形实例结果证明,该方法能够有效地实现物体的变形以及物体间的渐变.     

一种新的基于体元剖分的软组织切割算法

切割是虚拟手术系统中需要表现的真实动作之一,真实感和实时性是衡量切割效果的关键.因此有必要研究一种新的基于体元剖分的软组织切割算法.该算法不同于以往的体元剖分算法,它将整个剖分过程分两步来完成：首先通过退化处理过程将不完全切割的四面体单元分解成多个完全切割的四面体单元;然后将切割情况进行分类,根据不同的切割情况分别进行相应的基元分解.实验表明,研究的新算法用于四面体单元的有限元模型,具有良好的切割处理效果.     

基于有限元方法的心脏表面建模

利用有限元与生物力学原理构建心脏表面运动的有限元方程,快速建立四面体网格的有限元心脏模型,模拟心脏的动态形变,从心脏的三维表面恢复、应力应变分析和三维运动建模等方面着手,分析计算心脏在收缩期相邻时刻的应力分布及形变情况,有效地模拟了心脏的动态形变。实验结果表明了该方法的有效性和可行性。     

平面S型与平面W型MEMS弹簧性能比较研究

S型与W型是平面MEMS弹簧中两种典型的结构形式,各自结构特点导致了它们具有不同的力学性能。通过理论分析、仿真计算和实验验证方法对平面镍质S型与平面W型MEMS弹簧性能进行了比较研究,得出了在同样的外廓尺寸及相同的线宽、厚度和梁间距情况下,平面S型微弹簧的刚度大于平面W型微弹簧的刚度的结论,为MEMS弹簧的进一步优化设计提供理论参考。     

叉指式微加速度计静电-机械耦合场分析

为了分析叉指式微加速度计静电-机械耦合场,提出了一种近似分析方法。作为实例,分析了一种新型微加速度计的机 电耦合场对灵敏度的影响,所得结果与理论值比较一致,且计算精度接近于有限元分析方法,进一步计算表明:将该近似方法与有限元方法结合,不仅可以提高求解速度,还可以达到较高的精度。     

基于Java的OOFEM框架模型研究

面向对象的有限元(OOFEM)通用框架的构造对于有限元算法和并行有限元的研究具有重要意义。该文利用Java和面向对象技术,初步实现了这种非线性有限元框架模型,并且对其理论基础、功能构造、类库实现和算法设计等进行了研究。算例表明:数值结果与理论值是吻合的,框架模型是正确的和可靠的。     

基于边优化的三角网格简化算法

在渐进网格算法的基础上,提出一种新的基于边优化的三角网格简化算法。在该方法重建出的多分辨率模型表面上,模型的细节层次呈连续分布,并且能跟随视点位置的变化发生动态变化。实验结果表明,该算法运算速度快,显示效果较好,能有效支持细节层次模型的表示。     

基于排除算法的快速三维人脸识别方法

提出了一种基于排除算法的快速三维人脸识别方法. 首先, 利用主成分分析(Principal component analysis, PCA)对自动切割的不同姿态人脸进行校正, 将所有人脸转换到统一的坐标系下; 然后提取人脸侧面轮廓线, 利用基于LTS-Hausdorff距离的轮廓线对齐方法对库集对象进行排除; 最后, 采用基于刚性区域的改进迭代最近点(Iterative closest point, ICP)算法对剩余的库集模型进行精确匹配, 给出最终识别结果. 在FRGC V2.0人脸数据库的实验结果表明, 该方法具有较好的实时性和鲁棒性.     

非结构网格上弹性力学数值模拟的并行实现

弹性力学数值模拟被广泛应用到建筑、机械、化工、材料、航天等工程领域.随着计算规模和精度的不断提高,普通串行程序已经不能满足应用的需求,需要研制并行应用程序.面向非结构网格,提出了一种基于层次化网格数据结构的并行有限元算法,并用来求解弹性力学方程组.最后,用数值结果验证了网格数据结构和并行算法的正确性和扩展性.数值结果显示弹性力学并行程序可成功扩展到4 080进程,网格规模达到15亿单元.