[發(fā)明專利]一種基于有限元分析后處理結(jié)果的快速三維可視化方法

無效

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• 申請日: 2010-09-19
• 公開（公告）號: CN101982837A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 龔光紅;李亮;李妮;黃展鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種基于有限元分析后處理結(jié)果的快速三維可視化方法，其特征在于：

步驟1：生成網(wǎng)格單元體集合，分解網(wǎng)格單元體，剔除內(nèi)部的公共數(shù)據(jù)面，生成外輪廓面集合；

步驟2：對步驟1中生成的外輪廓面集合進行共面分組，將所有位于同一個平面上的單元數(shù)據(jù)面歸為一組，每組為一個共面的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP；

步驟3：將每一組共面的單元數(shù)據(jù)面集合中的所有單元數(shù)據(jù)面分解成為獨立的單元數(shù)據(jù)邊，剔除所有的內(nèi)部公共邊，得到共面輪廓線集合；

步驟4：將步驟3中的所有共面輪廓線集合進行輪廓線分組，將所有形成封閉廓線的邊分為一組；

步驟5：根據(jù)輪廓線向量集合Vector中每一組封閉輪廓線生成一個獨立的拓撲面，并判斷此拓撲面為洞還是表面，對所有的非洞表面執(zhí)行布爾求和運算，對洞執(zhí)行布爾求差運算，生成三維模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元分析后處理結(jié)果的快速三維可視化方法，其特征在于：所述的步驟1主要由以下步驟實現(xiàn)：

步驟①：讀入全部網(wǎng)格單元體集合中的網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)；

步驟②：將每一個網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)面頂點定義順序劃分成不同單元數(shù)據(jù)面Face；

步驟③：生成一個初始時為空的數(shù)據(jù)面集合FaceMAP，判斷單元數(shù)據(jù)面Face是否存在數(shù)據(jù)面集合FaceMAP中：如果存在，則從FaceMAP刪除此數(shù)據(jù)面；如果不存在，則在FaceMAP中添加此單元數(shù)據(jù)面；

步驟④：判斷全部網(wǎng)格單元體集合中的網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)是否遍歷完畢：如果沒有遍歷完畢，則返回步驟①；否則，該階段結(jié)束，數(shù)據(jù)面集合中存儲了所有網(wǎng)格單元體的外表面的可見單元數(shù)據(jù)面，稱之為外輪廓面集合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元分析后處理結(jié)果的快速三維可視化方法，其特征在于：所述的步驟2主要由以下四個步驟組成：

步驟①：生成一個系數(shù)共面映射表ALLMAP，所述的ALLMAP為平面方程系數(shù)和單元數(shù)據(jù)面集合組成的映射表，其中的平面方程系數(shù)與單元數(shù)據(jù)面集合為一一對應的關系；

步驟②：從外輪廓面集合中任取一單元數(shù)據(jù)面，獲取單元數(shù)據(jù)面的頂點數(shù)據(jù)，求解該單元數(shù)據(jù)面的平面方程，獲取平面方程系數(shù)D；

步驟③：在系數(shù)共面映射表ALLMAP中查找，判斷該平面方程系數(shù)是否在系數(shù)共面映射表ALLMAP中，如果是，獲取此系數(shù)對應的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP，將當前單元數(shù)據(jù)面添加到對應的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP中；否則，生成與此系數(shù)對應的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP，將當前單元數(shù)據(jù)面添加到單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP中，并將此系數(shù)和新生成的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP一起添加到ALLMAP中；

步驟④：判斷輪廓面集合中的所有單元數(shù)據(jù)面是否遍歷完畢：如果不是，返回步驟②；如果是，該階段結(jié)束，系數(shù)共面映射表ALLMAP中的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP為共面的單元數(shù)據(jù)面集合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有限元分析后處理結(jié)果的快速三維可視化方法，其特征在于：所述的步驟3主要由以下七個步驟組成：

步驟①：在系數(shù)共面映射表ALLMAP中任取一個共面的單元數(shù)據(jù)面集合CoMap；

步驟②：生成一個共面單元數(shù)據(jù)邊集合EdgeMap，初始為空；

步驟③：從共面的單元數(shù)據(jù)面集合CoMap中任取一個單元數(shù)據(jù)面Face，依據(jù)數(shù)據(jù)面分解原理，將單元數(shù)據(jù)面分解成單元數(shù)據(jù)邊Edge，將所有的單元數(shù)據(jù)面都分解成單元數(shù)據(jù)邊；

步驟④：對于分解得到的每條單元數(shù)據(jù)邊Edge取逆向邊；判斷EdgeMap中是否包含此單元數(shù)據(jù)邊的逆向邊：如果是，則說明含有重合的單元數(shù)據(jù)邊，從EdgeMap中刪除該單元數(shù)據(jù)邊的逆向邊；否則，在EdgeMap中插入此單元數(shù)據(jù)邊，最后形成的EdgeMap中的所有單元數(shù)據(jù)邊組成共面輪廓線集合；

步驟⑤：判斷CoMAP中的單元數(shù)據(jù)面集合中單元數(shù)據(jù)邊是否遍歷完畢，如果是，進入下一步，否則返回步驟④。

步驟⑥：獲取CoMAP中的平面方程系數(shù)，該平面方程系數(shù)與EdgeMap組成共面輪廓線集合；

步驟⑦：判斷ALLMAP中所有的共面的單元數(shù)據(jù)面集合CoMAP是否遍歷完畢，如果是進入步驟4，否則返回步驟①。