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扫掠法有限元网格生成方法

计算机工程与应用 2013年第2期49卷 219-221页

作者：曾卓陈家新河南科技大学电子信息工程学院河南洛阳471023

为了提高有限元网格的生成质量,扫掠法生成六面体网格过程中内部节点定位成为关键一步,在研究复杂扫掠体六面体有限元网格生成算法过程中,提出了一种基于扫掠法的六面体网格生成算法,算法利用源曲面已经划分好的网格和连接曲面的结构化... 详细信息

为了提高有限元网格的生成质量,扫掠法生成六面体网格过程中内部节点定位成为关键一步,在研究复杂扫掠体六面体有限元网格生成算法过程中,提出了一种基于扫掠法的六面体网格生成算法,算法利用源曲面已经划分好的网格和连接曲面的结构化网格,用仿射映射逐层投影,生成目标曲面,提出基于Roca算法的内部节点定位的新算法,运用由外向内推进的波前法思想,生成全部的六面体网格。通过实例表明,该算法快速,稳定,可靠,可处理大量复杂2.5维实体六面体网格生成问题。

关键词：有限元网格生成扫掠法六面体网格内部节点定位

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基于子域重构的扫掠体六面体网格划分方法

浙江大学学报（工学版） 2014年第10期48卷 1788-1794页

作者：代星崔汉国李正民张立平海军工程大学机械工程系湖北武汉430033 武汉铁路职业技术学院湖北武汉430205

针对扫掠体连接其他实体造成扫掠面结构网格划分困难,导致扫掠法无法在扫掠体内生成六面体网格的问题,提出针对扫掠体的六面体网格划分方法.该方法对扫掠面进行拓扑分解,依据结构网格节点的排列要求和分解域的连接关系综合计算棱边单元... 详细信息

针对扫掠体连接其他实体造成扫掠面结构网格划分困难,导致扫掠法无法在扫掠体内生成六面体网格的问题,提出针对扫掠体的六面体网格划分方法.该方法对扫掠面进行拓扑分解,依据结构网格节点的排列要求和分解域的连接关系综合计算棱边单元划分数.结合超限映射法在分解域内填充结构网格,依据扫掠法的基本步骤生成六面体网格;对不能采用结构网格填充的扫掠面子域进行重构以隔离非结构网格,对扫掠面子域边界外、内的网格区域先后进行扫掠生成最终六面体网格.实例表明,该方法稳定、可靠,可以处理复杂的2.5维实体六面体网格生成问题.

关键词：有限元网格划分六面体网格扫掠法

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子域约束扫掠体的六面体网格生成方法

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第4期26卷 632-637页

作者：代星崔汉国刘健鑫李正民海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军蚌埠士官学校机电系蚌埠233012

为了保证扫掠法生成六面体网格的效率,必须将扫掠体中的扫掠面划分为结构网格.受到连接体在扫掠面上形成的子域影响,扫掠面的网格划分会出现局部的非结构网格,阻碍扫掠法的应用,为此提出一种新的扫掠方法.该方法将扫掠体中含有子域约束... 详细信息

为了保证扫掠法生成六面体网格的效率,必须将扫掠体中的扫掠面划分为结构网格.受到连接体在扫掠面上形成的子域影响,扫掠面的网格划分会出现局部的非结构网格,阻碍扫掠法的应用,为此提出一种新的扫掠方法.该方法将扫掠体中含有子域约束的面网格进行分割,将分割出的结构网格与非结构网格重组为新的扫掠组;在各扫掠组内补充边界点,在边界点内插值生成内部节点,最终完成整个扫掠体六面体网格节点的生成.实例结果表明,文中方法稳定、可靠,可处理复杂2.5D实体六面体网格生成问题.

关键词：有限元网格生成扫掠法六面体网格

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多源扫掠体全六面体网格自动生成算法

浙江大学学报（工学版） 2012年第2期46卷 274-279页

作者：陈建军肖周芳曹建朱朝艳郑耀浙江大学航空航天学院工程与科学计算研究中心浙江杭州310027 浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100

引入虚面概念和虚拟分解算法,将多源面单目标面扫掠体(简称多源扫掠体)自动分解为多个单源面单目标面扫掠体(简称单源扫掠体).针对每个单源扫掠体,先生成虚面网格,然后生成包含虚面的单源扫掠体网格,以保证共享虚面上的网格一致性.单源... 详细信息

引入虚面概念和虚拟分解算法,将多源面单目标面扫掠体(简称多源扫掠体)自动分解为多个单源面单目标面扫掠体(简称单源扫掠体).针对每个单源扫掠体,先生成虚面网格,然后生成包含虚面的单源扫掠体网格,以保证共享虚面上的网格一致性.单源扫掠体网格生成的关键是内点定位,通过改进仿射变换求解算法,解决了已有算法的2个缺陷,一是源面边界点共面时仿射函数不唯一,二是源面、目标面和扫掠路径弯曲时内部单元可能会扭曲.数值试验表明,新的内点定位算法在网格质量和执行效率上都要优于已有算法.与某商业软件扫掠网格生成结果的对比也验证了本文算法的实用性.

关键词：六面体网格网格生成扫掠法多源扫掠仿射变换

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扫掠体六面体网格生成算法研究

浙江大学学报（工学版） 2007年第5期41卷 727-731页

作者：毕运波柯映林董辉跃浙江大学机械与能源工程学院浙江杭州310027

为了提高网格最终生成质量,内部节点定位是采用扫掠法生成六面体网格过程中的关键一步.在研究复杂扫掠体六面体网格生成算法过程中,提出了一种基于4D Shepard插值的内部节点定位新算法,该算法分别计算源面和目标面网格的边界节点到每个... 详细信息

为了提高网格最终生成质量,内部节点定位是采用扫掠法生成六面体网格过程中的关键一步.在研究复杂扫掠体六面体网格生成算法过程中,提出了一种基于4D Shepard插值的内部节点定位新算法,该算法分别计算源面和目标面网格的边界节点到每个中间层对应边界节点的矢量,通过Shepard方法插值这些矢量,计算得到分别对应于源面和目标面的中间层内部节点,再线性插值两组内部节点,得到当前中间层的最终内部节点.实例表明,该算法快速、稳定、可靠,可处理大量复杂212维实体六面体网格生成问题.

关键词：网格生成六面体网格扫掠法内部节点定位

新型LQ终端连续控制及其在直升机自主软着陆中的应用

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信息与控制 2011年第1期40卷 67-72页

作者：夏小虎葛运健中国科学院合肥智能机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230027 合肥学院安徽合肥230601

针对有限时间线性二次型终端控制问题,提出了新型终端控制算法.该算法采用了扫掠法和转移矩阵法两种求解方法.以OH-6A型直升机自主软着陆控制为例,对新终端控制算法和硬终端控制方法进行了数值实验和比较,实验证明了新终端控制算法有效... 详细信息

针对有限时间线性二次型终端控制问题,提出了新型终端控制算法.该算法采用了扫掠法和转移矩阵法两种求解方法.以OH-6A型直升机自主软着陆控制为例,对新终端控制算法和硬终端控制方法进行了数值实验和比较,实验证明了新终端控制算法有效可行,比现有的硬终端控制算法缩短了计算时间和减少了反馈增益.

关键词：有限时间线性二次型扫掠法转移矩阵法终端约束

整体叶盘参数化造型及六面体网格生成方法研究

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整体叶盘参数化造型及六面体网格生成方法研究

作者：熊航南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文介绍了整体叶盘的结构特点,整体叶盘是航空发动机中高速转动的关键件,与传统的榫头榫槽型结构相比,整体叶盘具有重量轻、结构简单、零件数目少、可靠性高等特点。其几何形状比较复杂,在运行时要承受高转速带来的巨大离心力及高温气... 详细信息

本文介绍了整体叶盘的结构特点,整体叶盘是航空发动机中高速转动的关键件,与传统的榫头榫槽型结构相比,整体叶盘具有重量轻、结构简单、零件数目少、可靠性高等特点。其几何形状比较复杂,在运行时要承受高转速带来的巨大离心力及高温气体的作用,工作环境比较恶劣。为了保证整体叶盘工作的安全性,必须在设计阶段采用有限元方法获得其精确的强度振动特性,而高质量的三维有限元网格是保证分析结果精确性的基础。六面体单元在有限元分析时具有描绘几何实体精确、计算精确度高、结果稳定的优点。Open CASCADE是一种CAD/CAM软件开发平台,本文对基于Open CASCADE平台的参数化实体造型方法进行了深入地研究,并在此基础上实现了对整体叶盘的参数化建模。针对整体叶盘的结构特点,应用扫掠法对整体叶盘分区域生成六面体网格:先是采用铺砌法在整体叶盘上所选择的源曲面表面生成四面体网格,再用最小二乘近似仿射变换的方法将源曲面网格映射到目标曲面,在生成连接曲面网格之后,最后使用BMSweep算法生成内节点。对整体叶盘的网格划分表明,使用上述方法生成的网格质量较高,能很好地满足有限元分析的要求。

关键词：整体叶盘 Open CASCADE 参数化设计六面体网格扫掠法

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有限元网格的生成和细化算法的设计与实现

有限元网格的生成和细化算法的设计与实现

作者：王培龙东北大学

学位级别：硕士

本文是在实验室“三维热固耦合有限元分析系统”项目背景下,针对三维热固耦合有限元分析系统的网格划分模块,设计并实现了网格生成和网格细化算法;针对当今有限元分析技术的发展概况,着重介绍了3D扫掠法和网格细化的研究现状,总结得出3... 详细信息

本文是在实验室“三维热固耦合有限元分析系统”项目背景下,针对三维热固耦合有限元分析系统的网格划分模块,设计并实现了网格生成和网格细化算法;针对当今有限元分析技术的发展概况,着重介绍了3D扫掠法和网格细化的研究现状,总结得出3D扫掠法和网格细化的算法。根据三维热固耦合有限元分析系统的网格划分模块的需求分析,给出了系统的需求分析和设计流程,重点介绍网格划分子模块,对于模块、系统界面和接口给予详细的设计方案。另外还对面向对象编程和子系统编程平台进行了介绍。对于网格生成算法中的3D扫掠法生成六面体网格算法给出了详细设计方案。阐述Delaunay、AFT和映射法的算法思想,并重点介绍扫掠法以及扫掠法的优点、缺点,采用分层法的思想,然后针对每层进行内节点生成,并最终对内节点再次进行重新定位以及处理边界问题。同时对虚分解问题进行了研究,可将复杂边界实体分解为多个简单实体,然后进行扫掠网格划分。有限元网格的细化算法,针对普通网格细化算法,对其修改和优化总结出三角形网格和四边形网格细化算法的核心思想,从五个细化等级上分别给出三角形网格和四边形网格的等比细化和非等比细化的算法实现流程并对网格细化过程中的网格尺寸的过度给及详细的设计,使网格细化后从密到疏,在三维热固耦合有限元分析系统的实际应用中,提升网格的总体质量并得到很好实际成果。在本文的最后总结了成果与不足,经过实际应用,三维热固耦合有限元分析系统中网格划分模块划运行良好,其划分出的网格质量优异,能够满足用户的需求。并对以后的研究工作作出了进一步的展望。

关键词：有限元网格映射法扫掠法网格细化

基于典型焊接构件模型的有限元六面体网格自动划分算法研究

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基于典型焊接构件模型的有限元六面体网格自动划分算法研究

作者：申刚南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着计算机技术及数值分析技术的发展，有限元等数值分析方法已逐渐成为解决工程实际问题的重要手段之一。数值计算分析主要步骤包括几何建模、网格离散、计算求解以及后处理分析等过程，其中首要的任务就是模型建立和网格离散。模型网... 详细信息

随着计算机技术及数值分析技术的发展，有限元等数值分析方法已逐渐成为解决工程实际问题的重要手段之一。数值计算分析主要步骤包括几何建模、网格离散、计算求解以及后处理分析等过程，其中首要的任务就是模型建立和网格离散。模型网格离散的质量直接影响到最终计算分析的收敛性和结果精度，而这一切都依赖于有限元网格生成技术。由于焊接热过程的高度非线性，焊接有限元模型对网格离散密度与网格质量具有更高的要求。本文针对典型焊接构件模型的结构形式，对过渡型六面体网格自动划分算法进行了研究，提出了一种基于二维四边形网格扫掠的六面体网格单元自动生成算法，并且根据该算法开发了典型焊接构件模型的六面体网格自动划分软件平台。对六面体单元和四面体单元在弹塑性有限元分析中的应用进行了优劣对比，得出在同等阶次下，六面体网格单元在计算精度、抗畸变能力、计算收敛性、划分数量以及可重划分次数等方面具有明显的优势，但其网格划分算法较为复杂，自动化实现程度较低。由于焊接热过程具有高度的非线性，本文选择六面体单元作为焊接结构模型离散的单元类型，对过渡型六面体网格自动划分算法进行了重点研究。首先对焊接构件模型进行几何拓扑自动分析，确定垂直于焊缝方向的二维扫掠截面，并对其采用基于几何分解的前沿推进算法实现对二维区域的过渡型四边形网格自动划分;然后对得到的四边形网格划分在焊缝方向上进行三维扫掠生成六面体网格，最终实现焊接构件模型的六面体网格自动划分。本文分别对原始的前沿推进算法和扫掠法进行了优化改进，提出了包括边界闭合优化、边界缝合优化、边界单元密度优化、四边形单元质量优化以及扫掠法六面体网格单元缺失优化等一系列优化改进算法，提高了原算法的几何适应性以及网格生成的质量与效率。进一步对所提出的六面体网格自动生成算法进行了程序设计。主要对模型数据结构、模型三维可视化、网格文件格式以及软件平台的用户体验等方面进行了重点研究，设计开发了针对典型焊接构件的六面体网格自动划分软件平台WeldMesh Helper。WeldMesh Helper能够实现包括焊接构件几何模型参数化建立、不同类型的六面体网格自动划分以及网格文件的标准化格式输出等功能。软件操作简单、专业性较强，具有一定的实用性。

关键词：有限元网格划分焊接构件模型前沿推进法扫掠法六面体网格自动划分