[發明專利]一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法

在審

• 申請號: 202011546577.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112560365A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 龐宇飛;劉楊;胡月凡;司松林;謝冬香;齊龍;陳波;盧風順
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

1.一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用網格生成軟件NNW-GridStar對輸入的實體模型進行數模離散，生成空間背景非結構網格；

步驟2：使用計算共形幾何技術將空間背景非結構網格全局參數化映射到參數域，同時將邊界約束、特征約束和曲率約束等信息傳遞到參數域中，生成參數域背景網格；

步驟3：根據所述參數域背景網格的參數域邊界以及參數域空間背景非結構網格中的數模特征線約束在參數域進行帶約束的拓撲生成；

步驟4：根據調和映射帶來的面積畸變進行參數域網格點數分布設置，并生成參數域結構網格；

步驟5：使用重心坐標法將得到的參數域結構網格逆映射至空間背景網格，最終生成表面結構網格。

2.根據權利要求1所述的一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法，其特征在于，步驟1所述生成空間背景非結構網格的操作步驟為：利用網格生成軟件NNW-GridStar中導入一個數模，并選擇半模生成空間背景非結構網格。

3.根據權利要求2所述的一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法，其特征在于，步驟2的具體操作步驟包括：

步驟21：選擇帶邊界的調和映射算法進行參數化映射，利用Dirichlet邊界條件優化調和能量直接計算，其包括以下步驟：

步驟211：遍歷背景網格M的邊界儲存邊界點到鏈表，表達式為：

其中，v_i(i＝0，1，…，n-1)是背景網格邊界上的點，且v_i≠ν_j(i≠j)；

步驟212：根據公式計算整個背景網格邊界的長度，計算公式為：

其中，是邊[v_i，v_i+1]的長度；

步驟213：設置背景網格邊界條件，即：

并定義映射f：

v_i→(cosθ_i，sinθ_i) (5)，

即：

其中，B表示單位圓周，并且

步驟214：使用牛頓迭代法求解線性系統，優化調和能量，優化公式為：

其中，k_ij表示調和能量；

設邊[v_i，v_i+1]有兩個鄰接三角形T_α和T_β，T_β的定義與T_α相同；且T_α＝{v_i，v_j，v_k}，{θ_i，θ_j，θ_k}分別表示三角形的三個角點的夾角，且有：

則：

當邊[v_i，v_i+1]是一個內部邊時，調和能量定義為：

當邊[v_i，v_i+1]是一個邊界邊時，調和能量定義為：

步驟215：求解固定邊界條件的線性系統，計算公式為：

步驟22：根據參數化映射結果，生成參數域背景網格。

4.根據權利要求1所述的一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法，其特征在于，步驟3的具體操作步驟為：

步驟31：在步驟2生成的參數域背景網格中標記出數模特征線，將所述數模特征線映射到參數空間；

步驟32：根據所述參數域背景網格的參數域邊界以及數模特征線約束，在參數域中通過人工交互進行帶約束的拓撲生成。

5.根據權利要求1所述的一種基于全局映射變換的表面結構網格自動生成方法，其特征在于，步驟4的具體操作步驟包括：

步驟41：通過將拓撲映射回空間背景網格進行點數分布設置；

步驟42：根據點數分布，將點數分布映射回參數域，從而生成參數域結構網格。