为了建立合适的计算模型,作者所在团队提出了多态理论,旨在满足计算精度的前提下尽可能多地节约计算时间。有限元是科学计算领域的一个重要分支,本文以有限元分析为切入点,研究了模型中引起计算耗时的重要原因。有限元分析的计算速度依赖于CAD模型中所包含的细小特征的数量和复杂程度。如果对一个包含很多特征的零件进行有限元分析,计算量将会非常大,同时对未经过简化的复杂模型进行网格划分经常会生成会错误的网格,可能导致不准确的分析结果。因此,仅通过提高计算机的计算性能是无法解决复杂模型计算与仿真过程中所存在的问题的,需要对CAD模型进行相应的简化,保存与分析结果相关的重要特征,忽略不相关的部分。本文重点研究基于特征的实体模型自动简化方法,并实现了原型系统。主要工作如下:(1)根据网格划分的原则,分析了可能导致网格划分过密的原因,总结出了两类会引起计算耗时的特征——高曲率特征和细小特征。并针对这两类特征,分别设计了特征识别算法,实现了从实体模型到特征模型的转化。以体的形式表示特征有助于进行模型简化及其所引起的误差估计,本文所实现的细小特征识别算法不局限于特征类型,可以识别出常见的加工特征,如槽、孔等,只要合理控制图分解规则就可以识别出更多的特征。另外,对高曲率特征的引入丰富了特征种类,有助于对模型简化的深入理解。(2)基于上述两类特征,分别采用特征删除和特征替换技术实现了模型的自动简化。其中,为减少模型简化前后理论解的差异程度,针对扫掠型高曲率特征的特殊性质,设计了等积替换算法。实现了对这两类特征的自动简化可以大大节约分析者的时间,有利于工程化。(3)设计并实现了多态模型简化系统,完成了系统的总体设计与模块划分,并结合应用实例加以说明。多态模型简化系统的实现为特征的识别和自动简化的实际应用提供了重要的基础。