[發(fā)明專利]基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810011852.5
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101303774A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李吉平;施殿波;畢振軍;耿夢;朱華偉
• 申請（專利權(quán)）人: 大連工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 安寶貴

1.一種基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，包括在帶有VC++6.0平臺的公知計算機(jī)上裝入ACIS16開發(fā)軟件包的步驟和創(chuàng)建或打開一個三維實體模型文件的步驟，其特征在于還包括以下步驟：

(1.1)將三維實體模型封裝在一個適合其外形的長方體包容盒內(nèi)；

(1.2)將長方體包容盒細(xì)分成一定數(shù)量的立方體單元，刪除與三維實體模型表面不相交的立方體單元；

(1.3)將每個與三維實體模型表面相交的立方體單元分解為六個相互獨(dú)立的四邊形面片，刪除位于三維實體模型內(nèi)部以及與其相交的四邊形面片；

(1.4)將位于三維實體模型外部每一個四邊形面片上的四個結(jié)點向三維實體模型表面投影，并用投影后得到的四個新結(jié)點組成新的四邊形面片，組合全部新四邊形面片得到三維實體模型的四邊形網(wǎng)格；

(1.5)將生成的四邊形網(wǎng)格數(shù)據(jù)存入自定義的DPM格式數(shù)據(jù)文件中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成的方法，其特征在于：所述步驟(1.2)包括以下步驟：

(2.1)計算三維實體模型長方體包容盒的最短邊，并確定該最短邊所在的坐標(biāo)軸；

(2.2)根據(jù)最短邊劃分的單元個數(shù)，計算長方體包容盒在其余兩坐標(biāo)軸上合理的劃分個數(shù)；

(2.3)計算長方體包容盒細(xì)分后立方體單元的邊長；

(2.4)按照所計算的立方體單元邊長逐個堆積立方體單元，直至堆滿整個長方體包容盒，實現(xiàn)長方體包容盒的細(xì)分；

(2.5)判斷每個立方體單元與三維實體模型的位置關(guān)系，刪除與三維實體模型表面不相交的立方體單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，其特征在于：所述步驟(1.3)包括以下步驟：

(3.1)將每個與三維實體模型表面相交的立方體單元分解為六個相互獨(dú)立的四邊形面片；

(3.2)判斷每個四邊形面片與三維實體模型的位置關(guān)系，刪除位于三維實體內(nèi)部以及與其相交的四邊形面片。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，其特征在于：所述步驟(1.4)包括以下步驟：

(4.1)將位于三維實體模型外部每一個四邊形面片上的結(jié)點向三維實體模型表面投影，并計算投影后位于三維實體模型表面新結(jié)點的坐標(biāo)；

(4.2)利用每個四邊形面片上的結(jié)點投影后得到的新結(jié)點取代原結(jié)點，構(gòu)成新的四邊形面片；

(4.3)將所有新形成的四邊形面片組合到一起，構(gòu)成三維實體模型的四邊形網(wǎng)格。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，其特征在于：步驟(2.2)所述的其余兩坐標(biāo)軸上合理的劃分個數(shù)，是通過三維實體模型的長方體包容盒在兩個坐標(biāo)軸上的邊長與最短包容盒邊長的比例計算得到的。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，其特征在于：步驟(2.4)所述的逐個堆積立方體單元的過程遵循先逐行、再逐列、最后逐層的順序，并且根據(jù)上述順序計算出每個立方體單元結(jié)點的序號及坐標(biāo)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于三維實體模型的四邊形有限元網(wǎng)格生成方法，其特征在于：步驟(4.1)所述的投影過程滿足最小距離要求，即投影前的結(jié)點和投影后得到的新結(jié)點之間的距離為原結(jié)點到三維實體模型間的最短距離。