[發明專利]面向時域有限差分電磁計算的載體網格劃分方法

有效

• 申請號: 201310258067.0
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103310069A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 許社教;邱揚;田錦;許海賓;杜美玲;張建國
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

1.面向時域有限差分電磁計算的載體網格劃分方法，其特征是：

包括如下步驟：

步驟101：將數據模型中的天線數據、三角形面元數據和四邊形面元數據分別讀入天線數據鏈表Ant_list，三角形面元數據鏈表Tria_list,四邊形面元數據鏈表Quad_list中，并將三角形面元和四邊形面元的所有頂點和邊的數據信息分別存放在Vertex和Side鏈表中；

步驟102：計算天線數gw_num,三角形面元數tria_num和四邊形面元數quad_num，將Vertex鏈表中重復的頂點去除，將Side鏈表中重復的邊去除，去除重復的頂點數據存放在鏈表Vertexno中，去除重復的邊數據存放在鏈表Sideno中，并將不重復頂點個數記為vertexno_num，不重復邊條數記為sideno_num；

步驟103：通過遍歷鏈表Ant_list、Tria_list、Quad_list計算載體天線模型在三維坐標系下的x、y、z坐標方向的各自最大值和最小值，以構造載體的逼近參考體，其中，z坐標方向的最大值取包含天線底端點個數最多的平面的z坐標值進行計算。逼近參考體的邊界坐標記為che_xmax、che_xmin、che_ymax、che_ymin、che_zmax、che_zmin；

步驟104：遍歷鏈表Ant_list、Tria_list、Quad_list，計算出載體天線模型在三維坐標系下的x、y、z坐標方向的最大值和最小值,以構造整個模型的包圍盒，包圍盒的邊界坐標記為x_max,x_min,y_max,y_min,z_max,z_min。進一步計算出載體天線模型在x、y、z坐標方向的跨度值，即x_range、y_range、z_range，其中x_range=x_max-x_min，y_range=y_max-y_min,z_range=z_max-z_min；

步驟105：以包圍盒的體中心點為中心，以x_range、y_range、z_range中最大值為邊長d，建立第一個立方體結點，即八叉樹的根結點，建立黑結點鏈表node_black和灰結點鏈表node_gray，保存根結點至灰結點鏈表node_gray；

步驟106：根據電磁波在媒質中的波長λ和包圍盒邊長d計算八叉樹的理論遞歸深度值max_deep=int((1+lgd-lgλ)/lg2)，其中，max_deep的計算滿足網格單元邊長不超過0.1λ的約束關系；

步驟107：剖分鏈表node_gray和node_black中存儲的網格結點，將結點按三個方向的中垂面分割成八個體積相等的子結點，其中node_gray鏈表中的結點劃分后，轉至步驟108，node_black鏈表中的結點劃分后，轉至步驟113；

步驟108：判斷子結點與載體面元是否相交，如果相交，轉至步驟112，如果不相交，轉至步驟109；

步驟109：判斷子結點體中心點及八個頂點是否在載體之內，如果全部在載體內，轉至步驟110，如果全部不在載體內，轉至步驟111；

步驟110：結點為黑結點，轉至步驟113；

步驟111：結點為白結點，轉至步驟114；

步驟112：結點為灰結點，轉至步驟115；

步驟113：子黑結點保存在node_black_re，轉至步驟116；

步驟114：白結點直接去除；

步驟115：子灰結點保存在node_gray_re，轉至步驟117；

步驟116：清空鏈表node_black，將node_black_re鏈表中的結點數據賦給node_black鏈表，清空鏈表node_black_re，轉至步驟118；

步驟117：清空鏈表node_gray，將node_gray_re鏈表中的結點數據賦給node_gray鏈表，清空鏈表node_gray_re，轉至步驟118；

步驟118：查看結點剖分是否已達到理論遞歸深度，如果結點剖分已達到理論遞歸深度，剖分停止，轉至步驟119，否則，轉至步驟107，繼續剖分；

步驟119：從已達到理論遞歸深度的灰結點鏈表node_gray和黑結點鏈表node_black中，通過遍歷鏈表中的結點數據，計算全部結點在x、y、z方向的最大值與最小值，即xmax、xmin、ymax、ymin、zmax、zmin，由此構成一個結點體包圍盒；

步驟120：計算結點體包圍盒與逼近參考體對應的六個面的逼近距離，即xmax-che_xmax、che_xmin-xmin、ymax-che_ymax、che_ymin-ymin、zmax-che_zmax、che_zmin-zmin；

步驟121：計算平均逼近距離aver=[(xmax-che_xmax)+(che_xmin-xmin)+(ymax-che_ymax)+(che_ymin-ymin)+(zmax-che_zmax)+(che_zmin-zmin)]/6；

步驟122：比較平均逼近距離aver與表面逼近精度ε的大小，如果aver≤ε，結點剖分最終結束，轉至步驟123；否則，轉至步驟107，繼續剖分結點；

步驟123：將鏈表node_gray里的結點視為黑結點，然后合并鏈表node_black、node_gray中的結點信息，并保存到node_last_list鏈表中，該鏈表中的結點即為最終的網格劃分模型。