[發明專利]一種適用于矩量法的參數化曲面建模、網格生成系統和方法

有效

• 申請號: 202111113540.7
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113761607B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 曹成;李堯堯;蔡少雄;蘇東林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

本發明公開了一種適用于矩量法的參數化曲面建模、網格生成系統和方法，系統包括：曲面建模模塊：用于根據曲面自身屬性進行u維度和v維度的建模；所述曲面自身屬性包括有公式表征的和無公式表征的；曲面模型保存模塊：用于將建模過程中的包括控制階數、控制點坐標在內的曲面模型數據進行保存；曲面模型剖分模塊：用于通過設置控制階數，重新提取控制點坐標，得到u維度和v維度的矩形網格并轉化為三角形網格，提取三角形網格得到面模型的剖分網格模型；矩量法電磁計算模塊：用于通過矩量法將面模型轉換成系統矩陣。本發明可以有效克服：面結構網格的連續性問題,面結構網格的剖分密度控制問題等。

技術領域

本發明涉及電磁計算領域，尤其涉及一種適用于矩量法的參數化曲面建模、網格生成系統和方法。

背景技術

參數化曲面結構在電磁場分析中具有非常廣泛的應用，如細各種口徑天線結構、復雜面天線結構、電磁幾何模型的修復，結構建模，以及電磁場分析中復雜體結構的構造等領域。針對于現有技術中分析復雜電磁結構的前處理技術，存在以下幾種情況：1)面結構網格的連續性問題；2)面結構網格的剖分密度控制問題；3)面結構模型的階數控制問題；4)面網格更加均勻適合于矩量法計算；5)無法用公式表示的面結構的模型生成和網格剖分問題；6)生成的曲面對STEP、BREP、IGES等不同的幾何模型格式支持性的問題；7)生成的曲面網格對STL、NAS等不同的網格模型格式的支持性問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種適用于矩量法的參數化曲面建模、網格生成系統和方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的第一方面，提供一種適用于矩量法的參數化曲面建模、網格生成系統，包括：

曲面建模模塊：用于根據曲面自身屬性進行u維度和v維度的建模；所述曲面自身屬性包括有公式表征的和無公式表征的；對于有公式表征的空間三維立體曲面采用有公式表征的曲面結構建模方式進行建模；對于無公式表征的空間三維立體曲面，利用坐標點建立空間三維立體曲面的擬合函數，根據擬合函數獲得建模參數從而進行建模；

曲面模型保存模塊：用于將建模過程中的包括控制階數、控制點坐標在內的曲面模型數據進行保存；

曲面模型剖分模塊：用于通過設置控制階數，重新提取控制點坐標，得到u維度和v維度的矩形網格并轉化為三角形網格，提取三角形網格得到面模型的剖分網格模型；

矩量法電磁計算模塊：用于通過矩量法將面模型轉換成系統矩陣。

進一步地，所述對于有公式表征的空間三維立體曲面采用有公式表征的曲面結構建模方式進行建模，包括：

已知空間三維立體曲線的公式表征為：

其中的整數M和N是由曲面階數控制得到曲面在u維度和v維度上的控制階數，將u維度的參數空間[u₀，u_M+1]按照線性等分為M+1份則得到u維度的參數樣本點為[u₀，u₁，...，u_M，u_M+1]，同時將v維度的參數空間[v₀，v_N+1]按照線性等分為N+1份則得到的參數樣本點為[v₀，v₁，...，v_N，v_N+1]，以及曲面模型控制點坐標的坐標矩陣[(x_ij，y_ij，z_ij)]_M+1，N+1，其中(x_ij，y_ij，z_ij)為該坐標矩陣的元素，該元素代表了曲面在u維度第i個、在v維度第j個控制點坐標；