Voromoi图和Delaunay三角剖分的计算及应用

论述了Ｖｏｒｏｎｏｉ图及其几何对偶Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分的计算方法，重点探讨了Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分的优化性质及其有限元网格自动生成过程中的应用，在此基础上提出了一种自动生成三角形有限元网格的新算法。     

一种改进的螺旋边三角剖分算法

提出了一种改进的螺旋边三角剖分算法.本算法引用“自然邻近点集”的概念,以螺旋边三角剖分算法的边界环为基础向外生长三角形,以包围盒算法搜索边界点的邻近点集,估计边界点的法向量,将边界点及其邻近点集投影到切平面上并进行局部二维Delaunay三角剖分,从而确定边界点的自然邻近点集,最后将自然邻近点集以适当的方式添加到边界环上.这样,既避免了拼接问题又能搜索到自然邻近点集,三角剖分后的网格基本上接近最优Delaunay网格.实验结果表明,本算法能高效、稳定地重构出散乱数据点的三角网格.     

服装衣片三角形网格自动剖分

在传统的三角形网格生成和剖分算法基础上，提出了适合服装衣片三角形网格划分的凹多边形网格剖分算法，具有边界清晰，单元形状好，网格密度可控和自动程度高的特点，适合于任意形状的凹或凸多边形，可用于对织物和服装的数值化力学分析计算。     

局部网格狭长三角形的品质改善及实现

通过对传统三角剖分的讨论 ,提出了局部网格狭长三角形品质改善的方法 ,此方法通过对狭长三角形的删除和对新产生的顶点作算法的调整 ,有效地改善了狭长三角形 ,使三角网格具有良好的形态 .     

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.     

三角网格中的孔洞修补算法

提出一种三角网格中的孔洞修补算法, 先应用最小内角原则, 对孔洞直接进行三角剖分得到孔洞剖分的新三角形集合, 然后依据孔洞边界顶点密度, 应用圆和最大内角优化原则, 对新三角形集合进行加点细分得到初始补丁网格, 最后应用λ-μ方法对初始补丁网格进一步优化, 得到最终的补丁网格. 实验结果表明, 该算法效率高、 准确性好.     

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.     

一种基于重新划分的三角形网格简化方法

提出了一种基于重新划分的三角形网格简化算法。该算法的基本思想是:根据模型特征或由用户定义一定数量的新点,再根据某些原则将新点分布到原模型上,生成一个中间网格。然后移去生成的中间网格中的旧项点并对形成的多边形区域进行带约束的三角剖分,最后形成以新点为顶点的三角形网格。     

基于极快速模拟退火与网格逐次剖分的微地震定位算法

提高微地震定位的可靠性是水力压裂微地震监测中的关键环节,现有的震幅叠加网格逐次剖分定位方法在处理高频微地震信号时容易出现定位失常。针对此问题,本文在网格逐次剖分定位算法的基础上进行了改进,提出了极快速模拟退火与网格逐次剖分联合的微地震定位算法。该方案首先采用极快速模拟退火算法在三维目标区域内搜寻能量聚焦较高的圆形区域,然后再利用网格逐次剖分方法在区域内寻找能量聚焦最大值点。模拟数据实验表明,当微地震信号频率在100~200Hz时,其定位可靠性与计算效率明显优于现有的网格逐次剖分算法。     

基于极快速模拟退火与网格逐次剖分的微地震定位算法研究

提高微地震定位的可靠性是水力压裂微地震监测中的关键环节,现有的震幅叠加网格逐次剖分定位方法在处理高频微地震信号时容易出现定位失常。针对上述问题,本文在基于网格逐次剖分定位算法的基础上对定位算法进行了改进,提出了极快速模拟退火与网格逐次剖分联合的微地震定位算法。该方案首先采用极快速模拟退火算法在三维目标区域内搜寻能量聚焦较高的圆形区域,然后再利用网格逐次剖分方法在区域内寻找能量聚焦最大值点。合成数据实验表明,当微地震信号频率在100Hz~200Hz时,其定位可靠性与计算效率明显优于现有的网格逐次剖分算法。     

基于三角剖分和轮廓分析的船舶焊缝特征识别

为了实现船舶焊接件数字模型中焊缝特征的精确识别,进而提高焊接机器人焊接工艺选择的快速性和准确性,提出了基于三角剖分和轮廓分析的焊缝特征识别算法。首先通过角系数法判断多边形的凹凸顶点,基于凹顶点和三角形旋向的Delaunay三角剖分,构造三维模型表面的三角形网格并生成STL文件;然后基于相邻三角面片的法向量夹角,提取出模型的轮廓线及点;最后根据接头空间位置和最小轮廓线距离识别出焊接接头和坡口形状。测试结果表明,基于三角形旋向的网格剖分适用于如“梳子”等复杂多边形,与其他相关方法相比,其网格平均和关联质量系数分别平均增加12.06%和12.26%,有效降低了畸形三角形的产生并提高了网格质量,而融合轮廓分析后不仅能实现4类接头及10种坡口的焊缝特征识别,而且具有高效、高准确率优势,从而验证了算法的有效性。     

约束数据域Delaunay四面体网格生成算法

提出了一种快速Delaunay四面体网格生成的分治算法,将给定约束数据域边界进行Delaunay三角剖分,然后从边界三角形开始递归生成四面体网格．该算法在约束数据域内部生成Delaunay四面体,边界三角形都将成为内部四面体的面,不需要进行边界一致性检查,可避免四面体穿过边界和狭长四面体的产生,而且算法容易理解方便编程．     

长江口北槽水域的Delaunay三角剖分

为了进行长江口水动力过程等的有限元数据模拟，研究了任意平面区域的Delaunay三角剖分和基于背景网格等值线点集的新的自动生成方法：局部三角形内得到等值线、进行自动加点；改进任意平面区域的Delauay三角剖分法，与行波法结合，从区域边界向域内逐步三角化，前者简化了自动加点算法，保证新生成点均位于域内、疏密连续变化和最终网格具有良好形态，后者则统一解决了多连通、4点共圆和非凸域的自动三角剖分问题，逐步减少人为给定边界的影响，从而减少了算法的运行时间，据此开发的软件包可动态监控点，网格的生成过程，并经大量的测试、验证，应用于长江口北槽水域的自动加点和三角剖分，取得了较好的效果。     

多边形颗粒随机分布复合材料的模拟及其网格算法

针对颗粒为多边形且呈随机分布的多相复合材料,给出了计算机模拟．同时,对此二维区域提供了一个自动三角形网格剖分算法,通过程序实现,用实例说明了算法的有效性．此算法可推广到三维情形,如：裂纹材料等．     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区城提出了一种实用的局部正交化网格(PEBI)生成葬法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序,依次扫描各点生成新的三角形,再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形,进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化,最后连接每个三角形的外接圈固心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平清和对角线交换优化方法,很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分,因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法

提出一种新的由点云数据生成三角网格曲面的区域增长算法. 该算法充分利用点云内在的几何与拓扑信息, 使用一组检测过滤规则, 对曲面进行快速网格重构. 算法包括两部分： 首先对点云做预处理完成数据精简, 其次使用一组检测规则, 从种子三角形出发, 针对每个活动边, 在点云中选择匹配点与其构成新的三角形, 并通过不断更新边界, 使剖分区域不断增长. 所使用的检测规则, 可以针对活动边与预选择匹配点之间的不同位置关系采用不同的阈值, 从而避免了重叠与自交三角形的生成, 防止产生错误拓扑, 确保了重构三角网格曲面的质量. 同时针对区域增长算法中的前沿分裂问题, 在数据结构中采用反向重合边, 使剖分过程始终保持一个前沿边界. 实验结果表明, 该算法具有运算速度快、 结果准确性好、 适用范围广等优点.     

参数曲面三角网格生成的改进波前法

为了消除基于波前法的有限元三角网格算法在参数曲面网格剖分过程中单元形状映射畸变的问题,结合直接法和映射法各自的优点,提出了一种新的三角网格生成算法,即:对当前节点进行剖分,并在三维空间直接产生新节点且进行节点的合法性判断,再将物理网格映射到参数空间形成参数域网格;对相邻波前段形成的角度进行剖分,依据角度大小生成个数不等的单元,通过优先剖分锐角节点使波前段始终构成钝角多边形。经剖分算例表明:所提算法减少了节点合法性判断内容和判断次数,避免了重复剖分,取消了剖分结束算法,提高了网格剖分效率,生成了高质量的三角网格;仅需对网格排列情况的直观分析,便可定性判断三维曲面的空间曲率变化。该算法对叶片加工中振动分析、精密加工研究等具有指导意义。     

一种改进的二维平面区域三角形化的前沿推进法

结合两点前沿推进和三点前沿推进法 ,提出了一种改进的二维平面区域前沿推进式三角形网格生成算法。交替使用两点前沿的生点连点和三点前沿的补充连点方法 ,避免了两点前沿算法中许多重复无效的操作 ,提高了算法的计算效率 ,同时网格保留了两点前沿推进法的局部最优特点。网格剖分实例计算表明 ,当网格单元数很多时 ,该文中提出的方法较两点前沿推进法省时 5 0 %以上 ,提高了质量优良的网格单元比例 ,并可以剔除质量极差的网格单元。利用背景网格信息可生成各向异性的、贴体性较好的网格 ,并可以保证第一层网格节点至边界的距离基本相等。     

最优三角形剖分在常规气象观测网上的应用

在Delaunay三角形剖分理论的基础上,分析了三角形剖分算法的经典优化原则存在的缺陷,研究了三角形形态比的特性,提出了最大的三角形形态比优化原则,该原则克服了经典优化原则的不足,且计算方便,根据常规气象资源分析的需要,提出了一个基于最大形态比优化原则的最优三角形剖分算法。     

曲面结构化四边形网格剖分及局部加密技术

对基于映射法的结构化四边形网格划分进行深入研究,详尽分析了相应的处理技术和算法,并且在网格后处理阶段,针对局部需要改进的网格提出了一种精化算法,并给出实例。