[發明專利]一種基于有限元模型的全六面體單元加密方法

在審

• 申請號: 202011497634.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112613209A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 莊三少;陳秀華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F21/60
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，包括下列步驟：

1)基于有限元模型對六面體單元進行拓撲化數據重構；

2)將轉化后的單元構建拓撲單元結構數據；

3)將拓撲單元結構數據劃分成目標單元和周邊單元并對各單元進行標記，所述目標單元為需要細分的單元，將各單元采用單元拓撲結構數據表示，并獲取六面體單元的過渡單元；

4)更新單元模型拓撲數據，重復進行多級細分，增加單元密度，完成加密處理。

2.根據權利要求1所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟1)具體包括下列步驟：

11)將一個六面體單元定義為quad8，該單元的拓撲結構由六個拓撲面組成；

12)對每一個拓撲面定義為一個face，每一個face由四條拓撲邊組成；

13)將每一個拓撲邊定義為一個edge，每一個edge由兩個拓撲點組成；

14)將每一個拓撲點定義為一個vertex，拓撲點為最小拓撲元素，其代表一個空間節點位置，擁有一個唯一的id；

15)將各拓撲元素相互之間共享，使兩個相鄰的六面體單元共享一個拓撲面。

3.根據權利要求1所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟2)中，單元拓撲結構數據的創建過程包括下列步驟：

21)打開單元描述文件并讀取節點，若節點數據讀取完成，則讀取單元數據，執行下一步，否則，讀取節點id，并讀取節點所在坐標系，創建拓撲節點vertex；

22)判斷單元數據是否讀取完成，若是，則結束所有步驟，若不是，則讀取單元id，并讀取八個節點id；

23)根據八個節點創建拓撲面，并將八個節點分解成六組拓撲面節點組，每個節點組包括四個節點；

24)根據拓撲面創建方法創建六組拓撲面；

24)按照上述步驟完成一個拓撲單元創建。

4.根據權利要求3所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟24)中，拓撲面創建方法具體包括下列步驟：

241)根據輸入的四個拓撲節點id查找拓撲節點vertex，獲取四個拓撲節點；

242)將四個拓撲節點進行分組，得到四個拓撲邊輸入數據，每個拓撲邊輸入數據由兩個拓撲節點組成；

243)對每一個拓撲邊輸入數據進行拓撲邊創建，完成拓撲邊創建后即完成拓撲面創建。

5.根據權利要求4所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟243)中，拓撲邊創建的具體過程包括：

a)根據輸入的拓撲節點數據查找對應的拓撲邊；

b)遍歷拓撲邊數據結構，查找是否存在拓撲邊滿足拓撲節點和輸入的節點等效；

c)若存在步驟b)描述的拓撲邊，則直接返回該拓撲邊的共享拓撲邊；

d)若不存在步驟b)描述的拓撲邊，則根據輸入的兩個節點創建一條新的拓撲邊；

e)完成拓撲邊創建。

6.根據權利要求2所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟3)中，從拓撲面角度來看，將各拓撲面分為目標單元面、周邊單元面和過渡單元面，從拓撲單元包含的目標面狀態來看，將拓撲面分為全包含目標單元面、第一混合狀態面、第二混合狀態面和全包含周邊單元面。

7.根據權利要求6所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，所述全包含目標單元面的所有面均為周邊單元面，所述第一混合狀態面中一個面為目標單元面，其余面均為周邊單元面，所述第二混合狀態面中有兩個相鄰面為目標單元面，其余面均為周邊單元面，所述全包含周邊單元面的所有面均為目標單元面。

8.根據權利要求2所述的基于有限元模型的全六面體單元加密方法，其特征在于，步驟3)中，獲取六面體單元的過渡單元的具體內容為：對拓撲元素依次進行拓撲邊細分，拓撲面細分和拓撲單元細分。