一种自由曲面非奇异建筑网格划分方法技术

本发明专利技术涉及一种自由曲面非奇异网格划分方法，该方法在曲面上布置一定数量的随机点，建立气泡运动模型，将曲面离散为网格M0，按保角保面消网格重叠的协调要求，将网格M0展开为平面网格MP，在平面网格MP上，用引导性法划分为非奇异网格M1，再将网格M1节点映射到曲面网格M0，按M1拓扑信息形成曲面网格M2，将曲面三角形网格M2的节点和网格线分别视为质点和弹簧模型，引入曲面吸附力、弹簧作用力、节点阻尼力及边界吸附力，采用带权Lloyd进行动力松弛均匀化，获得最终位于原曲面上的非奇异网格M3；解决了自由曲面网格划分出现奇异点的技术问题，达到建筑美学线条流畅的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面非奇异建筑网格划分方法
本专利技术属于建筑网格划分
，尤其涉及一种自由曲面非奇异建筑网格划分方法。
技术介绍
随着计算机科学技术的进步、建筑施工工艺的发展和建筑审美的提高，自由曲面网格结构以优美的造型越来越多地出现在人们的视野当中。“自由曲面”指无法用单个或几个解析函数表达的曲面，也可理解为那些明显区别于传统建筑造型的曲面。由于解析曲面具有一定的周期性或规律性，其网格划分是比较方便的。而自由曲面的不规则性，使传统的网格划分对于自由曲面结构来说难以适用。因此，如何在自由曲面上生成线条流畅、大小基本一致的网格，是空间结构领域的热点和难题。网格划分起源于上世纪六十年代的有限元领域，常用的方法有Delaunay法、波前法、映射法等。但有限元领域的网格划分方法，难以满足建筑美学线条流畅、大小基本一致的要求。因此，近年来现有技术针对自由曲面的建筑网格划分做了大量相关研究。第一种方式以杆件走向为优化变量，以结构性能为目标函数，用遗传算法实现自由曲面的多目标优化；第二种方式绘出自由曲面的主应力迹线，采用改进的波前法自动生成网格；第三种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由曲面非奇异建筑网格划分方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：在曲面上布置一定数量的随机点，引入曲面对气泡吸的附力、气泡作用力，设置气泡运动阻尼力，建立气泡运动模型，用Verlet求解算法模拟气泡的运动轨迹，获得空间曲面上控制点的优化位置，用Delaunay法，将优化后的控制点连接成曲面上的三角形网格M0；/n步骤2：建立曲面三角形网格单元在自身平面的局部坐标系，获得曲面三角形网格单元与相应平面网格MP间的jacobian矩阵及奇异值表达式；通过jacobian矩阵奇异值，建立保角度和保面积的函数，并以它们的和作为目标函数，将限制jacobian矩阵两奇异值之积大于零，作为消除...

【技术特征摘要】
1.一种自由曲面非奇异建筑网格划分方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在曲面上布置一定数量的随机点，引入曲面对气泡吸的附力、气泡作用力，设置气泡运动阻尼力，建立气泡运动模型，用Verlet求解算法模拟气泡的运动轨迹，获得空间曲面上控制点的优化位置，用Delaunay法，将优化后的控制点连接成曲面上的三角形网格M0；
步骤2：建立曲面三角形网格单元在自身平面的局部坐标系，获得曲面三角形网格单元与相应平面网格MP间的jacobian矩阵及奇异值表达式；通过jacobian矩阵奇异值，建立保角度和保面积的函数，并以它们的和作为目标函数，将限制jacobian矩阵两奇异值之积大于零，作为消除平面三角形网格重叠的约束条件，采用有效集法对该非线性控制方程进行求解，得到最优展开平面三角形网格MP；
步骤3：在展开平面上按用户需求，采用平面引导线法，获得非奇异网格M1；
步骤4：计算三角形网格M1节点在展开平面网格MP相应单元上的重心坐标，并映...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，戚珈峰，张蔡南，高博青，胡雪雅，杨国子，刘丽，朱平，张靖，
申请(专利权)人：浙江省建工集团有限责任公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33