几何结构过渡区域的网格生成方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种几何结构过渡区域的网格生成方法及系统，涉及有限元数值分析技术领域，首先，切割原则设定单元设定切割原则。其次，切割控制参数设定单元生成切割控制参数，其中，局部坐标系生成单元建立局部坐标系，切割模式配置单元设定切割模式，切割坐标生成单元生成切割坐标，切割边界参数设定单元根据几何特征设定切割边界参数。再次，几何切割单元对几何结构进行切割。最后，网格种子配置单元配置网格种子，网格生成单元生成几何结构的网格。该技术方案缓解了现有技术存在的生成具有复杂空间规律的几何体的网格结构困难的技术问题，将生成网格与几何体自身的几何特性相结合，适用于生成具有复杂空间规律的几何体的网格结构。

Grid generation method and system for transition region of geometric structure

The invention provides a grid generation method and system for geometric structure transition area, which involves the field of finite element numerical analysis technology. First, the cutting principle setting unit sets the cutting principle. Second, cutting control parameter setting unit generates cutting control parameters, the generating unit of the local coordinate system of local coordinate system, cutting mode configuration unit set cutting mode, cutting coordinate generation unit generates cutting setting unit coordinate geometry characteristic set cutting boundary parameters according to cutting edge parameters. Thirdly, the geometric cutting unit is used to cut the geometric structure. Finally, the grid seed configuration unit configuring the grid seed, and the grid generation unit to generate the geometric structure of the grid. The technical proposal to ease the technical problems of grid structure geometry is generated in the existing technology with complex space of difficulties, the geometric characteristics of mesh generation and its geometry will be combined with the grid structure used to generate geometry with complex space of the.

【技术实现步骤摘要】
几何结构过渡区域的网格生成方法及系统
本专利技术涉及有限元数值分析
，尤其是涉及一种几何结构过渡区域的网格生成方法及系统。
技术介绍
有限元法作为一种非常有效的数值分析方法，在解决结构力学、热传导、电磁场、流体力学等连续性问题时被广泛采用。有限元法使用时需要将物理模型离散为单元网格，相对准确的分析需要更加密集的网格，但是网格数量过多又会引起计算资源的极大耗费。这就需要根据关注区域的不同，采用相应的网格密度，网格粗细交界的区域称之为过渡网格区域，最终使得过渡单元成为网格划分的一项重要内容。目前，现有技术中基于网格节点的生成方式，多以局部生成并辅以节点合并为特征，导致了节点位置坐标变化，造成几何特征与网格脱离，后续仿真操作只能基于网格，从而失去几何特征。在实现本实用新形过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中在处理具有几何特征的结构的网格节点问题时，通常需要手工配合才能达到较好效果，一般采用通过划分最小几何区域并复制网格至整体结构，这种方法仅适用于处理如平板等结构简单的几何体，对于复杂几何体无法通过小区域网格来生成整体网格结构。因此，现有技术存在复杂空间规律几何体生成过渡网格结构困难的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种几何结构过渡区域的网格生成方法及系统，以缓解现有技术存在的复杂空间规律几何体生成过渡网格结构困难的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种几何结构过渡区域的网格生成方法，包括：切割原则设定步骤：根据用户设置的几何结构的几何特征，设定几何结构的切割原则；切割控制参数设定步骤：切割控制参数包括局部坐标系、切割坐标、切割模式和切割边界参数；根据切割原则建立局部坐标系；根据切割原则设定切割模式；根据局部坐标系，并结合切割模式，生成切割坐标；根据几何特征设定切割边界参数；几何切割步骤：根据切割控制参数，对几何结构进行几何切割；网格种子配置步骤：根据几何切割的切割结果，配置网格种子；网格生成步骤：根据配置完成的网格种子，生成几何结构的网格。本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，几何特征为几何结构的空间分布规律特征；几何特征包括立方形结构、圆柱形结构、锥形结构、桶形结构和异形结构。本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，切割原则为通过控制角度，对圆柱形结构、锥形结构或桶形结构进行切割；通过控制长度，对立方体结构进行切割；通过控制弦长，对异形结构进行切割。本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据切割原则建立局部坐标系具体为：根据用户设定的原点坐标、坐标轴正方向以及切割原则建立局部坐标系；局部坐标系为直角坐标系、圆柱坐标系或球坐标系。本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据局部坐标系，并结合切割模式，生成切割坐标具体为：根据用户设置的交界坐标、加密区域单元尺寸、非关注区域单元尺寸以及局部坐标系，并结合切割模式，确定切割原点坐标，生成单元层间线、层间线起点、单元层间间距以及单元切割间距、单元切割角度或单元切割弦长，生成切割点的坐标集合。本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，切割模式包括线切割模式和面切割模式；线切割模式为分别以几何结构中切割原点和层间线起点为起始点，沿局部坐标系的坐标轴依次切割单元层间线；面切割模式为将几何结构中相邻单元层间线上对应的切割点连接，对相邻单元层间线之间对应于切割点连线的面进行切割。第二方面，本专利技术实施例提供了一种几何结构过渡区域的网格生成系统，包括：切割原则设定单元、切割控制参数设定单元、几何切割单元、网格种子配置单元和网格生成单元；切割原则设定单元、切割控制参数设定单元、几何切割单元、网格种子配置单元和网格生成单元顺次连接；切割原则设定单元根据几何结构的几何特征，设定几何结构的切割原则；切割控制参数设定单元生成切割控制参数，其中，切割控制参数设定单元包括局部坐标系生成单元、切割模式配置单元、切割坐标生成单元和切割边界参数设定单元；局部坐标系生成单元根据切割原则建立局部坐标系；切割模式配置单元根据切割原则设定切割模式；切割坐标生成单元根据局部坐标系，并结合切割模式，生成切割坐标；切割边界参数设定单元根据几何特征设定切割边界参数；几何切割单元根据切割控制参数，对几何结构进行几何切割；网格种子配置单元根据几何切割的切割结果，配置网格种子；网格生成单元根据配置完成的网格种子，生成几何结构的网格。本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，几何特征为几何结构的空间分布规律特征；几何特征包括立方形结构、圆柱形结构、锥形结构、桶形结构和异形结构。本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，切割原则为通过控制角度，对圆柱形结构、锥形结构或桶形结构进行切割；通过控制长度，对立方体结构进行切割；通过控制弦长，对异形结构进行切割。本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，切割坐标生成单元包括顺次相连的切割参数生成单元和切割点坐标生成单元；切割点参数生成单元根据用户设置的交界坐标、加密区域单元尺寸、非关注区域单元尺寸以及局部坐标系，并结合切割模式，确定切割原点坐标，生成单元层间线、层间线起点、单元层间间距以及单元切割间距、单元切割角度或单元切割弦长；切割点坐标生成单元根据切割点参数生成单元生成的切割点参数，生成切割点的坐标集合，其中，切割点参数包括：切割原点坐标、单元层间线、层间线起点、单元层间间距以及单元切割间距、单元切割角度或单元切割弦长。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例所提供的几何结构过渡区域的网格生成方法及系统，首先，切割原则设定单元根据用户设置的几何结构的几何特征，设定几何结构的切割原则。其次，切割控制参数设定单元生成切割控制参数，其中，局部坐标系生成单元根据切割原则建立局部坐标系，切割模式配置单元根据切割原则设定切割模式，切割坐标生成单元根据局部坐标系，并结合切割模式，生成切割坐标，切割边界参数设定单元根据几何特征设定切割边界参数。再次，几何切割单元根据切割控制参数，对几何结构进行几何切割。最后，网格种子配置单元根据几何切割的切割结果，配置网格种子，网格生成单元根据配置完成的网格种子，生成几何结构的网格。该技术方案通过采用基于几何体几何特征的网格生成方法，从宏观层面建立一套完整的几何结构过渡网格生成方案，将生成网格与几何体自身的几何特性相结合，具有明确的坐标传递逻辑关系，适用于生成具有复杂空间规律的几何体的网格结构，避免引起节点坐标变化，能够在几何体切割初期确定切割节点位置，缓解了现有技术存在的复杂空间规律几何体生成过渡网格结构困难的技术问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的几何结构过渡区域的网格生成方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的几本文档来自技高网...

【技术保护点】
几何结构过渡区域的网格生成方法，其特征在于，包括：切割原则设定步骤：根据用户设置的几何结构的几何特征，设定所述几何结构的切割原则；切割控制参数设定步骤：切割控制参数包括局部坐标系、切割坐标、切割模式和切割边界参数；根据所述切割原则建立所述局部坐标系；根据所述切割原则设定所述切割模式；根据所述局部坐标系，并结合所述切割模式，生成所述切割坐标；根据所述几何特征设定所述切割边界参数；几何切割步骤：根据所述切割控制参数，对所述几何结构进行几何切割；网格种子配置步骤：根据所述几何切割的切割结果，配置网格种子；网格生成步骤：根据配置完成的所述网格种子，生成所述几何结构的网格。

【技术特征摘要】
1.几何结构过渡区域的网格生成方法，其特征在于，包括：切割原则设定步骤：根据用户设置的几何结构的几何特征，设定所述几何结构的切割原则；切割控制参数设定步骤：切割控制参数包括局部坐标系、切割坐标、切割模式和切割边界参数；根据所述切割原则建立所述局部坐标系；根据所述切割原则设定所述切割模式；根据所述局部坐标系，并结合所述切割模式，生成所述切割坐标；根据所述几何特征设定所述切割边界参数；几何切割步骤：根据所述切割控制参数，对所述几何结构进行几何切割；网格种子配置步骤：根据所述几何切割的切割结果，配置网格种子；网格生成步骤：根据配置完成的所述网格种子，生成所述几何结构的网格。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何特征为所述几何结构的空间分布规律特征；所述几何特征包括立方形结构、圆柱形结构、锥形结构、桶形结构和异形结构。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切割原则为通过控制角度，对圆柱形结构、锥形结构或桶形结构进行切割；通过控制长度，对立方体结构进行切割；通过控制弦长，对异形结构进行切割。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述切割原则建立所述局部坐标系具体为：根据用户设定的原点坐标、坐标轴正方向以及所述切割原则建立所述局部坐标系；所述局部坐标系为直角坐标系、圆柱坐标系或球坐标系。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述局部坐标系，并结合所述切割模式，生成所述切割坐标具体为：根据用户设置的交界坐标、加密区域单元尺寸、非关注区域单元尺寸以及所述局部坐标系，并结合所述切割模式，确定切割原点坐标，生成单元层间线、层间线起点、单元层间间距以及单元切割间距、单元切割角度或单元切割弦长，生成切割点的坐标集合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切割模式包括线切割模式和面切割模式；所述线切割模式为分别以几何结构中切割原点和层间线起点为起始点，沿所述局部坐标系的坐标轴依次切割单元层间线；所述面切割模式为将几何结构中相邻单元层间线上对应的切割点连接，对所述相邻单元层间线之间对应于所述切割点连线的面进行切割。7.几何结构过...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭修乾，孟祥飞，段莉莉，李健增，冯景华，菅晓东，刘光明，
申请(专利权)人：国家超级计算天津中心，
类型：发明
国别省市：天津,12