基于波前法的球面三角剖分算法

鉴于现有球面三角剖分算法不能同时兼顾算法简单有效、剖分单元变形小和网格信息易于管理等特性,基于波前法层层推进原理,提出一种非层次递归剖分的球面三角剖分算法.并针对相邻波前剖分段数相等,其剖分单元几何变形比较大的情况,提出了网格优化方案.通过与QTM(quaternarytriangularmesh)算法比较,从剖分网格质量与剖分单元数两方面,分析了该算法球面三角网格的性能.分析结果表明:剖分所得的网格几何变形小、相似程度高、剖分单元数少,该剖分算法是一种有效的高精度球面三角剖分算法.     

有限元法三角形单元的自动布网

本文提供了一种有限元法二维问题中自动布网的方法,即由电子计算机自动生成节点信息与单元信息。本文采取了四节点折线链时结构进行纵向剖分,然后再在折线链上构成内节点进行横向剖分。这种方法有点类似于人工剖分的过程。所要求的原始信息只有少数一些特征点和密度信息,由于采用了四节点折线链,在剖分图形时比较灵活,可使用在复连通域,“多值”边界、横向小斜度等情况。对常见的结构一般都能适应。在生成节点信息与单元信息的同时还附带构造了结构刚度矩阵的半带宽列阵。所附程序还以所要求的放大倍数以图形形式在宽行上输出剖分图形(图十四)。整个计算时间约为数分钟,可配用于二维有限元程序,此剖分思想还可扩展到三维问题中去。     

计算机对任意三维区域作正规网格剖分算法

详细介绍了一种三维复杂区域的正交差分网格的剖分方法。这种方法具有计算精度高、剖分速度快等特点。     

CPU-GPU系统中基于剖分的全局性能优化方法

针对将应用移植到CPU-GPU异构并行系统上时优化策略各自分散、没有一个全局的指导思想的问题,提出了一种基于剖分的全局性能优化方法.该方法由优化策略库、剖分工具库和策略配置模块组成.优化策略库将应用移植到异构并行系统上的性能优化过程划分为访存级、内核加速级和数据划分级3级优化;针对3级优化剖分工具库提供了3级剖分机制,通过运行时的剖分技术获取剖分信息;策略配置模块根据所获取的信息指导用户在每级优化中选择合适的优化策略.实验证明,基于剖分的全局性能优化方法可以明确地指导将应用移植到CPU-GPU异构并行系统上的全局优化过程,利用该优化方法后,以矩阵相乘和傅里叶变换为例的应用性能提升明显,最终性能相对于访存级优化最高可提高30%左右.     

一种支持三维Delaunay三角剖分与Voronoi图生成的数据结构

目前,很多三维Voronoi图生成算法都是先构造Delaunay三角剖分,然后根据剖分后的数据结构来提取出Voronoi信息。在这个过程中,一种简单易处理的数据结构可以提高算法的效率,而在提取Voronoi信息时需要这种数据结构提供足够多的拓扑信息,以便快速简便地提取Voronoi信息。因此一种易于处理而又保有足够多拓扑信息的数据结构显得尤为重要。描述了一种数据结构,使Delaunay三角剖分算法的实现更加直观、简单,而且足够的拓扑信息简化了Voronoi信息的提取过程。     

铸造CAE系统的网格剖分技术

基于有限差分法和标准模板库(STL),研究铸造计算机辅助工程(CAE)系统中的网格剖分关键技术,具体包括STL实体截面轮廓快速生成、容错处理,以及截面网格信息的快速提取等技术.由于实现了容错处理技术,对于既定的铸件/铸型系统,其对应的STL数据文件即使存在一定的错误也可以顺利实施网格剖分,这就充分保证网格剖分的安全性和稳定性.特别地,由于采用了较为简单的数据结构及简洁的算法,所以确保网格剖分程序的高效率运行.最后,利用上述网格剖分技术成功实现三维铸件/铸型系统的网格剖分.     

一个简单多边形凸单元剖分的算法

通过分析剖分得到的凸多边形的结构特点，发现了剖分线的特征性质，并引入可视链及可视度的概念加以描述。在此基础上，给出了一个利用剖分线的特征性质剖分简单多边形为凸多边形的剖分算法，算法消除了剖分后存在部分凸多边形可以合并的现象，既能使剖分得到的凸多边形数目较少，又能使得到的剖分有较好的形态质量。实例表明算法具有较高的运行效率，因此有很好的实用性。     

基于增量算法的三角剖分算法

增量算法是平面投影法中一种常用的点云剖分算法,该算法编程简单,占用内存少,计算速度较慢.针对增量算法的特点,改进算法通过将不同位置的点剖分对应存储到不同的边链表和三角形链表中,降低了边和三角形的搜索时间,提高了三角化的速度.同时,采用了加点剖分中同步优化和初步剖分后全体再次优化的优化方案,大大提高了剖分三角形的质量.实际点云剖分的结果显示,该算法不仅速度快、占用内存小,而且形成的三角表面质量高.     

点云数据的三角剖分及计算机三维重建

为了解决直接剖分法因点云数据拓扑结构复杂出现的自交现象,提出了一种基于分治策略的三角剖分方法.首先,对原始点云数据进行平面投影并执行区域分割;其次,在每一个区域内进行直接剖分,剖分过程遵循异侧剖分准则、法向量夹角最大剖分准则、阈值距离剖分准则、最小内角最大剖分准则.最后,按照空间Delaunay剖分准则完成区域之间的连接.实验结果表明,该文提出的剖分方法对于规则曲面点云和非规则曲面点云都具有理想的剖分效果,并且执行速度快.     

逆向思维实现铸件数值模拟网格剖分

为克服传统的网格剖分方法剖分效率低、编程实现麻烦等不足,采用面向对象思想,提出了一种逆向思维网格剖分方法。该方法只需逐次沿Z平面剖分一次,可大大简化网格剖分工作量,而且可以用于剖分复杂实体。该方法不仅适用于剖分铸件,对非铸件实体的剖分也同样适用,具有较大的实用意义。     

行星传动啮合相位计算方法研究

行星传动啮合相位是影响系统动态特性的一种重要因素,调节啮合相位可以实现系统的振动抑制。建立了一种计算行星轮间啮合相位的计算方法。详细讨论了任一行星轮处外啮合与内啮合相位差的计算过程。计算实例验证了方法的有效性,并可根据计算结果确定每个行星轮处更为精确的刚度及误差激励。     

基于三角面片顶点均值的网格编辑方法

针对虚拟整形手术中待整形部位的三维模型曲面编辑问题,提出一种基于三角面片顶点均值网格编辑方法.该方法在保留网格原有拓扑结构的基础上,保持了网格曲面的原有曲率,实现了快速有效的局部网格编辑;结合网格细分方法实现在不同分辨率下对网格曲面进行整体编辑.同时,为了增强网格模型显示的真实感,通过网格简化、网格平滑、网格数据点法向量计算、纹理贴图等方法,对网格模型进行优化,提高了整形后网格显示效果.实验证明,该方法交互方式简便,变形效果较好.     

采用网格再划分技术的网格推延造型

提出了一种对自由多边形物体直观高效的三维网格推延造型方法,采用这种造型方法,用户可以在已有的三维物体上勾勒两笔二维轮廓,从而推延了新的空间网格曲面,阐述了两种网格再划分技术,网格优化和网格细分,在此基础上,详细介绍了网格推延造型的方法,该方法能广泛地应用于多边形物体的自由造型。     

网格简化的分类研究

从网格模型简化的发展过程出发,对网格简化进行了分类研究。将网格简化的方法归纳为静态、动态、依赖于视点的简化方法,并对各种简化方法进行了详细的分类,同时对各种方法的优缺点进行了分析。最后对网格简化技术未来发展进行了展望,对网格简化技术在计算机图形学中的重要地位进行了肯定,并强调网格简化技术更需进一步完善的必要性。     

基于三角形网格的无量纲最小二乘有限元法及其应用

利用最小二乘有限元法计算二维流体场需要采用四边形网格，而仅采用四边形单元剖分含有角环、圆角和尖角等复杂结构的电力装备二维仿真模型时往往出现网格畸变。为此，本文提出了一种基于三角形网格实现最小二乘有限元的方法，即在三角形剖分网格上再处理得到四边形网格，从而实现最小二乘有限元法计算流体场。为验证所提方法的有效性，论文分别对方腔模型和带有角环等复杂结构的变压器单分区模型进行了数值计算，并分别与规则四边形网格下的最小二乘有限元法和Fluent计算结果进行对比。对比结果表明本文所提出的网格处理方法可以实现含有复杂结构电力装备的二维流体场仿真。     

有限单元法的非结构化网格及其自动生成

本文介绍了有限单元法非结构化网格的基本原理及其自动形成方法。由于有限元法是一种离散的数值求解方法，其近似求解方法的精确度，很大程度上取决于所形成网格的质量。另外，对于工程中一些形状复杂的问题，一般的网格生成方法很难对其进行离散。非结构化网格及其自动生成，使复杂形状的工程问题容易地进行离散，改善所形成网格的质量，提高近似计算的精确度，并且在有限元网格修正自适应分析中具有重要作用。     

具有特征约束的有限单元的三角网格智能化生成

根据Delaunay原理给出了一种具有特征约束的有限单元的三角网格的核心思想、生成方法、算法过程。该智能化方法的核心是同时考虑计算机的自动化和人的经验的共同作用的需要，同时综合考虑了三种内部约束条件：固定结点、固定边、孤岛，在此基础上灵活的设置剖分尺寸进行边界的离散化，然后开始外边界的扩展、插入离散的点后自动地生成了初始的网格。最终利用良好的人机交互界面进行校正。生成真正满足计算需求和实际情况的三角网格。     

基于光线投射法的三维有限元网格自动划分

提出并实现了一种基于光线投射法的三维有限元网格自动划分方法，能适用于任意用ＣＳＧ树表示的三维实体．此方法先把三维实体离散成一定形状的体元，再由体元产生有限元四节点四面体网格．最后给出了用此方法划分的两个实例．     

内燃机缸内气体CFD瞬态分析中动态网格划分技术

文中深入分析了在发动机CFD瞬态分析中的4类动态网格划分技术:弹性平滑方法、动态层方法、局部重划方法和ALE方法.在此基础上,研究分析了发动机CFD瞬态分析中动态网格划分技术的改进措施,提出了基于有限容积法的组合式动态网格技术更为适合发动机CFD瞬态分析中动态网格划分.最后,文中还以屋顶式双气门发动机为例进行了二维动态网格划分,并且运用基于有限容积法的组合式发动机动态网格技术方法实现了切向进气道发动机进气过程的三维瞬态数值模拟,得到了与实验观察相一致的结果.     

Mapping-Based 3D Hexahedral Finite Element Mesh Generation Method

Mapping mesh generation is widely applied in pre-processes of Finite Element Method （FEM）. In this study, the basic 3D mapping equations by Lagrange interpolating function are founded. Based these equations, a mapping pattern library, which maps essential configurations e.g. line, circle, rotary body, sphere etc. to hexahedral FEM mesh, has been built. Then available FEM mesh will be generated by clipping and assembling the mapped essential objects. Study case illustrates that the proposed method is simple and efficient to generate valid FEM mesh for complex 3D engineering structure.