基于栅格法的多体六面体网格自动生成

基于栅格法的六面体网格生成算法由于多体模型复杂的边界几何特征,导致稳定性较差和产生一些质量较差的边界六面体单元.针对这一问题,提出一套以栅格法为基础的全六面体网格自动生成算法.在边界拟合环节,利用Embedding技术提出一种边界拟合算法,建立了实体模型边界元素和核心网格外围边界元素的对应关系,使得六面体网格很好地描述实体模型的几何特征;在拓扑优化环节,利用Pillowing技术给出一种消除网格中拓扑连接关系较差的六面体单元的方法.若干实体模型算例结果表明,该算法实用性强,效果良好.     

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.     

六面体网格生成和优化研究进展

文中总结了近十几年来六面体网格生成和优化的研究进展.首先概述六面体网格生成的研究进展,将其归为整体生成方法和基于模型分解的生成方法2类,并指出各类方法的优缺点;然后概述六面体网格优化的研究现状,包括几何优化和拓扑优化;最后阐述六面体网格生成与优化的发展趋势.     

子域约束扫掠体的六面体网格生成方法

为了保证扫掠法生成六面体网格的效率,必须将扫掠体中的扫掠面划分为结构网格.受到连接体在扫掠面上形成的子域影响,扫掠面的网格划分会出现局部的非结构网格,阻碍扫掠法的应用,为此提出一种新的扫掠方法.该方法将扫掠体中含有子域约束的面网格进行分割,将分割出的结构网格与非结构网格重组为新的扫掠组;在各扫掠组内补充边界点,在边界点内插值生成内部节点,最终完成整个扫掠体六面体网格节点的生成.实例结果表明,文中方法稳定、可靠,可处理复杂2.5D实体六面体网格生成问题.     

多面约束棱台体全六面体网格生成算法

利用四角点双线性插值反映射法确定两多边域间的映射点;运用约束引导线和节点等参光顺法实现对多边形的四边形分解;最后,结合超限映射法与分层原则实现该类实体全六面体有限元网格生成．文中算法拓广了超限映射法的应用范围．实例表明：该算法简单、效率高、生成单元的质量好。     

一种新的六面体有限元网格算法

在有限元网格产生过程中,吸取弦须编织法中的STC概念,将六面体以节点剖分为基础的思想转变为以单元点为基础,建立了以单元生长为核心的剖分算法,以期解决节点拓扑结构在三维情况下的控制问题,对进一步实现稳定、全自动的六面体剖分具有很大的帮助。     

基于片分割的六面体网格生成方法

为了发展一种保证边界质量、考虑全局信息、具有较高计算效率的六面体网格生成技术,提出了基于片分割的六面体网格生成方法.首先在标架场的指引下由实体表面的环扩展出一层六面体单元,然后用该六面体单元层将原实体分割为2个更小规模的子实体,最后采用同样的方式递归处理子实体直至子实体为空.该方法采用分而治之的策略,适宜于并行化.数值实验结果表明,文中方法生成的网格与当前领先的网格生成方法生成的网格质量相当.     

含复杂插值曲面实体六面体网格优化方法

复杂插值曲面的几何形态由散乱数据点控制,优化含这类曲面实体的六面体网格难以保证边界一致.借鉴Balendran提出的直接法,建立正四边形结点的空间几何关系方程,并作为优化约束,以移动结点使每个六面体的各个侧面趋近于正四边形,实现网格优化.将原始采样点及其它控制插值曲面几何形态的数据转化为控制点约束,以保证边界一致性.结合优化约束与控制点约束,作为离散光滑插值(DSI)方程的约束项,实现网格优化与曲面插值的耦合.实例表明,该方法能够在保证复杂插值曲面边界一致性的前提下实现六面体网格优化.     

基于网格模板的栅格与矢量叠加统计算法

为了避免矢量栅格数据叠加统计分析中采用逐像元“扫描”判断法所导致的处理速度缓慢的问题,提出将矢量多边形底图切分成具有一定水平、垂直空间尺度的多行、多列网格模板,保存该模板文件,并在模板的基础上进行快速统计叠加的办法。实质是将矢量栅格数据叠加计算间接转换为计算简便的网格格点与栅格数据之间的叠合,从而提高了计算速度。由于底图格点大小及位置与栅格数据不能有效配准而导致“错位”,该文重点给出了解决此类问题在3种不同匹配方式下的处理算法。     

六面体体元网格三维地质模型剖切算法

针对常用的六面体体元网格三维地质模型,提出了一种求剖切面的算法.首先,采用分层投影求交点的方式,将地质体模型与切割面投影到同一平面,三维空间下的地质体模型与切割面的剖切转化为二维平面上的四边形网格与切线段求交点的运算.为减少判交次数,先根据切线走势判断可能存在交点的区域,再对可能区域进行精确判交.其次,找到并求出不能通过投影方式得到的交点.然后,将得到的所有交点按规则组成四边形网格,对每个四边形三角化处理得到TIN形式的剖切面.最后,对该TIN面进行显示.实验证明了对六面体体元网格三维地质模型剖切的可行性.     

交错断层四面体自适应网格分级细化研究

目前四面体自适应网格细化技术多集中于简单层状地质体的三维重构与表达分析,对结构复杂、数据不连续的含交错断层等地质体进行自适应网格细化时,易出现过度细化,导致断层区域的网格结构受到影响。为了提高含复杂断层四面体网格模型的精度,提出一种适用于交错断层的四面体自适应网格分级细化方法。首先,根据断层影响范围公式,自适应确定断层网格附近的细化范围;其次,构建四面体和四面体边的分级细分公式,确定细化范围内的四面体和四面体边的分级;然后,针对四面体网格细分时出现的多种情况,通过对边的升级处理,将细分的8种类型统一为3种类型;最后,在细化范围内,通过新增加顶点和原顶点重新连接四面体,改变网格的单元尺寸,生成高质量的网格模型。以内蒙古自治区某含交错断层露天煤矿的四面体网格模型为例,使用三维网格质量评估算法及FLAC3D模拟软件分析细化前后的网格模型,结果表明：细化后的网格模型失真值从0.331 7降低到0.306 1,表明网格的质量得到提升;在相同参数下,未细化模型的最大位移为1.16 m,稳定性系数为1.27,分级细化后模型的最大位移为1.29 m,稳定性系数为1.23;细化后模型的位移云图处于断层处,且能够体现断层分布特征和断层对边坡的影响规律,而未细化模型的位移云图的位置偏离断层中心,断层对边坡的影响效果不明显。     

基于自适应空间刨分的网格简化算法

提出了一种基于自适应空间刨分的网格简化算法，算法首先对模型中的所有的顶点进行量化赋予一个二次误差阵，并将它们视为一个簇，然后沿坐标轴方向将它们刨分成八个子簇并不断迭代刨分生成新的子簇直至达到指定的精度，将最终的离散点集用适当的方法重新进行三角化，得到简化模型，该算法不仅速度快，能在任意限定的时间内产生一个可显示的结果，而且结果质量也很好.另外，本文还用给出的实例与其他相关算法进行了比较．     

Transformation of Hexaedral Finite Element Meshes into Tetrahedral Meshes According to Quality Criteria

The paper is concerned with algorithms for transforming hexahedral finite element meshes into tetrahedral meshes without introducing new nodes. Known algorithms use only the topological structure of the hexahedral mesh but no geometry information. The paper provides another algorithm which is then extented such that quality criteria for the splitting of faces are respected.     

平面区域三角形网格自动生成

基于协调三角形剖分算法，分子表数据结构和Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ－Ｚｈｕ误差估计方法，本文研制适用于自适应重网格有限元法的网格生成器。该网格生成器可对任意曲线组成的区域进行自适应加密。当荷载作用边界随时间变化及在动力荷载作用下，网格生成器可随应力集中区域变化而动态退化与再加密网格。     

Addressing spatiotemporal and computational heterogeneity in structured adaptive mesh refinement

Structured adaptive mesh refinement (SAMR) techniques can provide accurate and cost- effective solutions to realistic scientific and engineering simulations modeling complex physical phenomena. However, the adaptive nature and inherent space–time heterogeneity of SAMR applications result in significant runtime management challenges. Moreover, certain SAMR applications involving reactive flows exhibit pointwise varying workloads and cannot be addressed by traditional parallelization approaches, which assume homogeneous loads. This paper presents hierarchical partitioning, bin-packing based load balancing, and Dispatch structured partitioning strategies to manage the spatiotemporal and computational heterogeneity in SAMR applications. Experimental evaluation of these schemes using 3-D Richtmyer–Meshkov compressible turbulence and 2-D reactive-diffusion kernels demonstrates the improvement in overall performance.     

AMR vs High Order Schemes

Adaptive Mesh Refinement (AMR) schemes are generally considered promising because of the ability of the scheme to place grid points or computational degrees of freedom at the location in the flow where truncation errors are unacceptably large. For a given order, AMR schemes can reduce work. However, for the computation of turbulent or non-turbulent mixing when compared to high order non-adaptive methods, traditional 2nd order AMR schemes are computationally more expensive. We give precise estimates of work and restrictions on the size of the small scale grid and show that the requirements on the AMR scheme to be cheaper than a high order scheme are unrealistic for most computational scenarios.