基于几何分解的六面体网格生成算法的研究

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六面体网格划分技术是三维有限元仿真软件处理的关键环节之一。现有的几种自动六面体网格划分算法都依赖于特定的几何特征和拓扑结构,对于复杂几何实体,至今没有一种算法能够全自动生成健壮的六面体网格。这些年来,六面体网格划分已经成为三维有限元仿真的一个瓶颈。本文对复杂实体的六面体网格划分进行了深入研究。对于复杂实体需要先进行几何分解,分解的结果是实体的每一个区域都可进行六面体网格划分,根据子区域的几何和拓扑特点采用不同的六面体网格划分算法,每一种六面体网格算法都适用于特定的几何特征,这是一个交换和迭代的过程。基于特征识别和几何分解的六面体网格划分算法分为四个阶段:特征检测即提取几何分解特征,确定剪切面,几何分解得到子区域,根据子区域的几何和拓扑特点采用相应的六面体网格生成算法。特征识别程序是基于CLOOP特征识别算法,它可以将一个CAD模型的几何特征提取出来。利用特征识别和几何分解技术有利于减少人工交互操作,提高生成网格自动化程度,改善生成网格质量,提高网格生成速度。在上述研究的基础上,采用C/C++实现了基于映射法的六面体网格划分算法,结合特征识别和几何分解技术,能够应用较广泛的几何体。应用实践表明,该算法稳定,速度快,生成网格质量高。
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