[發明專利]一種用于鑄造過程建模和仿真應用的自動網格剖分方法

在審

• 申請號: 202011148548.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112258652A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 李忠林;張偉;郭志鵬;王中偉
• 申請（專利權）人: 北京適創科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06F30/23;G06F21/60
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 蘇艷;孫海波

本發明提出了一種用于鑄造過程建模和仿真應用的自動網格剖分方法，包括：步驟S1，并行讀取模具三維模型文件；步驟S2，創建多層塊結構框架布局；步驟S3，逐個模型網格剖分；步驟S4，對生成的網格進行檢查修復；步驟S5，輸出節點信息至網格文件。本發明在提高網格模型對幾何模型逼近程度的基礎上，大幅降低了總計算網格量，提升了計算效率。

技術領域

本發明涉及建模仿真技術領域，特別涉及一種用于鑄造過程建模和仿真應用的自動網格剖分方法。

背景技術

鑄造過程建模和仿真過程需要先對分析對象的三維幾何模型進行離散處理，根據離散方法的不同，可生成有限元和有限差分等不同的計算網格。有限元網格生成過程復雜、繁瑣，通常對于簡單幾何結構比較適用，但對于復雜裝配體的幾何模型離散通常采用有限差分網格。

傳統均勻尺寸的有限差分網格在離散幾何模型時在邊界處會產生鋸齒狀離散誤差；通常為消除離散誤差，需采用較小的網格尺寸進行離散，但由此會產生龐大的計算網格量，嚴重降低計算效率。鑄造過程建模和仿真過程網格剖分一直是CAE工程師最耗費精力的環節。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出一種用于鑄造過程建模和仿真應用的自動網格剖分方法。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供一種用于鑄造過程建模和仿真應用的自動網格剖分方法，包括如下步驟：

步驟S1，并行讀取模具三維模型文件；

步驟S2，創建多層塊結構框架布局；

步驟S3，逐個模型網格剖分；

步驟S4，對生成的網格進行檢查修復；

步驟S5，輸出節點信息至網格文件。

進一步，在所述步驟S1，采用多線程分別將鑄件和模具的三維幾何模型文件數據讀取到對應的數據結構內，根據每個模型中的每個圖元求取最大值和最小值；再求取整個模具和鑄件的三維幾何模型的最大值和最小值。

進一步，在所述步驟S2中，采用多層塊結構自適應局部加密技術模型進行剖分，包括：

創建多層塊結構布局，多層塊結構布局逐層采用不規則大小的長方體塊對全域三維空間內存在模具和鑄件三維模型的位置進行覆蓋；

將空間域上長方體塊與多線程之間的從屬關系、相鄰長方體塊所屬的線程ID廣播至全部線程。

進一步，在所述步驟S3中，所述逐個模型網格剖分，采用對每個模型逐個剖分的方式，其中，對每個所述模型進行剖分，包括：

對全域內的所有離散點賦網格初始屬性值；

對模型三維輪廓線在Z方向逐層求取交線并保存；再次對Z方向上求取的交線在Y方向逐層求交點，并成對保存交點；

對Z方向上求取的交點對形成的小段在X方向逐層求交點，將交點的網格屬性值標記為當前模型對應的實體編號。

進一步，在所述步驟S4中，所述對生成的網格進行檢查修復，其中對網格質量的檢查和修復均基于最高層生成的網格進行，包括：

如果存在多個網格單元屬性值為零但被其余實體單元包圍，則認定該網格為間隙單元；

如果間隙單元相鄰的多個單元被標記為實體單元，在其周圍兩層單元范圍內存在相同網格屬性的實體單元，則認定這些單元為非連續孤立單元；

如果存在非連續孤立單元，則采用更小的網格尺寸重新進行剖分直至沒有非連續孤立單元生成；或對非連續孤立單元直接賦予周圍優先級較低的實體網格的標記屬性。