建筑物表皮曲面网格构建方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本公开提供一种建筑物表皮曲面网格构建方法装置、设备和存储介质包括：确定建筑物表皮曲面上中的主结构条带和分割曲面；在主结构条带内设置第一节点和第二节点，在各个分割曲面内设置第三节点；基于第一节点、第二节点和第三节点构建表皮三角流形网格；基于表皮三角流形网格的各个网格边的中点，确定对应的、位于建筑物表皮曲面上的表皮细分节点；连接表皮三角流形网格中，位于同一三角形面的网格边对应的表皮细分节点，得到表皮细分网格边；表皮细分网格边包括第一细分网格边和第二细分网格边；采用细分网格边构建表皮曲面网格，其中第一细分网格边用于构建表皮曲面网格的主结构，第二细分网格用于构建表皮曲面网格的从结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
建筑物表皮曲面网格构建方法、装置、设备和存储介质


[0001]本公开涉及建筑设计领域，尤其涉及一种建筑物表皮曲面网格构建方法、装置、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]相关技术中，提供了基于三角流形网格确定复杂几何曲面中的细分节点，并采用细分节点构建曲面网格的方案。采用前述方案构建的曲面网格中具有五边形和七边形，并且网格边在曲面上走向偏转较多。
[0003]在采用前述方案，针对某一大型建筑物的表皮设计时，初步选用了全铝框架结构体系；但经过计算确定采用全铝结构框架体系并不能满足刚度要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种建筑物表皮曲面网格构建方法、装置、设备和存储介质。
[0005]一方面，本公开提供一种一种建筑物表皮曲面网格构建方法，包括：
[0006]确定建筑物表皮曲面上中的主结构条带，以及由所述主结构条带分割而形成的分割曲面；
[0007]沿所述主结构条带的延伸方向，在所述主结构条带中间区域间隔地设置第一节点，在所述主结构条带的两侧边缘设置与所述第一节点交错布置的第二节点；以及，在各个所述分割曲面内设置第三节点；相邻的所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的间距近似相同；
[0008]基于所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点构建表皮三角流形网格；所述表皮三角流形网格包括第一网格边和第二网格边；所述第一网格边连接相邻的第一节点，或者连接相邻第一节点和第二节点；所述第二网格边连接相邻的第二节点，连接相邻的第二节点和第三节点，或者连接相邻的第三节点；
[0009]基于所述表皮三角流形网格的各个网格边的中点，确定对应的、位于所述建筑物表皮曲面上的表皮细分节点；所述表皮细分节点包括与所述第一网格边对应的第一细分节点，以及与所述第二网格边对应的第二细分节点；
[0010]连接所述表皮三角流形网格中，位于同一三角形面的所述网格边对应的表皮细分节点，得到表皮细分网格边；所述表皮细分网格边包括第一细分网格边和第二细分网格边；所述第一细分网格边为连接所述第一细分节点的网格边；所述第二细分网格边为连接所述第一细分节点和第二细分节点，或者连接所述第二细分节点的网格边；
[0011]采用所述细分网格边构建所述表皮曲面网格，其中所述第一细分网格边用于构建所述表皮曲面网格的主结构，所述第二细分网格用于构建所述表皮曲面网格的从结构。
[0012]可选地，所述在各个所述分割曲面内设置第三节点，包括：
[0013]在各个所述分割曲面上分别布设多个第三节点，并赋予所述第三节点相同的第一
碰撞半径；
[0014]采用圆堆积算法，根据各个所述第三节点和所述第一碰撞半径，在各个所述分割曲面内进行动力学模拟，确定所述第三节点的位置。
[0015]可选地，在采用所述细分网格边构建所述建筑物表皮曲面网格前，所述方法还包括：
[0016]确定由所述第二细分网格边组成的多边形，并确定各个所述多边形偏离对应边数的正多边形的偏离程度；
[0017]选择所述偏离程度大于预设程度的多边形，作为待调整多边形；
[0018]对组成所述待调整多边形的所述第二细分网格边进行动力学松弛，直至所述偏离程度小于或等于所述预设程度。
[0019]可选地，所述确定各个所述多边形偏离对应边数的正多边形的偏离程度，包括：
[0020]确定各个所述多边形的最小外接圆；
[0021]计算所述多边形的面积和的对应的所述最小外接圆的面积比；
[0022]根据所述面积比确定偏离对应边数的正多边形的偏离程度。
[0023]可选地，所述方法还包括：
[0024]选择由所述第二细分网格边构建的、形态美观性不满足美观性判定条件的局部区域，作为待调整局部区域；
[0025]对所述待调整局部区域进行拓扑调整而得到调整后的局域网格，直至调整后的局部区域满足所述美观性判定条件。
[0026]可选地，所述美观性判定条件包括：
[0027]所述局部区域的网格线偏转频率大于设定频率；和/或，
[0028]所述局部区域中连片六边形的数量小于设定数量；和/或，
[0029]所述局部区域中的五边形和七边形总数与所述局部区域中多边形总数之比大于设定比值。
[0030]可选地，在采用所述细分网格边构建所述表皮曲面网格前，还包括：
[0031]确定扭率大于预设扭率的细分网格边在所述建筑物表皮曲面上的局部区域；
[0032]调整所述局部区域的表皮曲面形态，和/或，调整所述局部区域内网格的拓扑结构，和/或，对所述局部区域内的所述细分网格边进行动力学松弛，以减小位于所述局部区域的细分网格边的扭率。
[0033]可选地，所述方法还包括：确定建筑物的墙体的下缘线，以及根据所述主结构条带确定建筑物墙体的上缘线；
[0034]根据所述下缘线和所述上缘线，确定墙体曲面；
[0035]在所述墙体曲面上设置多个第四节点，并赋予所述第四节点相同的第二碰撞半径；
[0036]采用圆堆积算法，根据各个所述第四节点和所述第二碰撞半径，在所述墙体曲面内进行动力学模拟，确定所述第四节点的位置；
[0037]根据所述第四节点构建墙面三角流形网格；
[0038]基于所述墙面三角流形网格的各个网格边的中点，分别确定对应的墙体细分节点；所述墙体细分节点位于所述墙体曲面上；
[0039]连接位于同一三角形面的所述网格边对应的墙体细分节点，得到墙体细分网格边；
[0040]采用所述墙体细分网格边构建墙体曲面网格；
[0041]将所述墙体曲面网格的上端点与临近的所述表皮细分节点对齐。
[0042]可选地，根据所述主结构条带确定建筑物墙体的上缘线，包括：将所述主结构条带中的主结构线上移设定距离，作为所述墙体的上缘线；所述设定距离小于第二碰撞半径；
[0043]所述将所述墙体曲面网格的上端点与临近的所述表皮细分节点对齐之前，包括：删除所述墙体细分网格边中位于建筑物表皮曲面之上的网格边，得到删除后的墙体细分网格；
[0044]将所述墙体曲面网格的上端点与临近的所述表皮细分节点对齐，包括：将所述删除后的墙体细分网格的上断电与邻近的所述表皮细分节点对齐。
[0045]另一方面，本公开提供一种建筑物表皮曲面网格构建装置，包括：
[0046]曲面分割单元，用于确定建筑物表皮曲面上中的主结构条带，以及由所述主结构条带分割而形成的分割曲面；
[0047]节点确定单元，用于沿所述主结构条带的延伸方向，在所述主结构条带中间区域间隔地设置第一节点，在所述主结构条带的两侧边缘设置与所述第一节点交错布置的第二节点；以及，在各个所述分割曲面内设置第三节点；相邻的所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的间距近似相同；
[0048]表皮三角流形网格构建单元，用于基于所述第一节点、所述第二节点和所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑物表皮曲面网格构建方法，其特征在于，包括：确定建筑物表皮曲面上中的主结构条带，以及由所述主结构条带分割而形成的分割曲面；沿所述主结构条带的延伸方向，在所述主结构条带中间区域间隔地设置第一节点，在所述主结构条带的两侧边缘设置与所述第一节点交错布置的第二节点；以及，在各个所述分割曲面内设置第三节点；相邻的所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的间距近似相同；基于所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点构建表皮三角流形网格；所述表皮三角流形网格包括第一网格边和第二网格边；所述第一网格边连接相邻的第一节点，或者连接相邻第一节点和第二节点；所述第二网格边连接相邻的第二节点，连接相邻的第二节点和第三节点，或者连接相邻的第三节点；基于所述表皮三角流形网格的各个网格边的中点，确定对应的、位于所述建筑物表皮曲面上的表皮细分节点；所述表皮细分节点包括与所述第一网格边对应的第一细分节点，以及与所述第二网格边对应的第二细分节点；连接所述表皮三角流形网格中，位于同一三角形面的所述网格边对应的表皮细分节点，得到表皮细分网格边；所述表皮细分网格边包括第一细分网格边和第二细分网格边；所述第一细分网格边为连接所述第一细分节点的网格边；所述第二细分网格边为连接所述第一细分节点和第二细分节点，或者连接所述第二细分节点的网格边；采用所述细分网格边构建所述表皮曲面网格，其中所述第一细分网格边用于构建所述表皮曲面网格的主结构，所述第二细分网格用于构建所述表皮曲面网格的从结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各个所述分割曲面内设置第三节点，包括：在各个所述分割曲面上分别布设多个第三节点，并赋予所述第三节点相同的第一碰撞半径；采用圆堆积算法，根据各个所述第三节点和所述第一碰撞半径，在各个所述分割曲面内进行动力学模拟，确定所述第三节点的位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在采用所述细分网格边构建所述建筑物表皮曲面网格前，所述方法还包括：确定由所述第二细分网格边组成的多边形，并确定各个所述多边形偏离对应边数的正多边形的偏离程度；选择所述偏离程度大于预设程度的多边形，作为待调整多边形；对组成所述待调整多边形的所述第二细分网格边进行动力学松弛，直至所述偏离程度小于或等于所述预设程度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定各个所述多边形偏离对应边数的正多边形的偏离程度，包括：确定各个所述多边形的最小外接圆；计算所述多边形的面积和的对应的所述最小外接圆的面积比；根据所述面积比确定偏离对应边数的正多边形的偏离程度。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
选择由所述第二细分网格边构建的、形态美观性不满足美观性判定条件的局部区域，作为待调整局部区域；对所述待调整局部区域进行拓扑调整而得到调整后的局域网格，直至调整后的局部区域满足所述美观性判定条件。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述美观性判定条件包括：所述局部区域的网格线偏转频率大于设定频率；和/或，所述局部区域中连片六边形的数量小于设定数量；和/或，所述局部区域中的五边形和七边形总数与所述局部区域中多边形总数之比大于设定比值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用所述细分网格边构建所述表皮曲面网格前，还包括：确定扭率大于预设扭率的细分网格边在所述建筑物表皮曲面上的局部区域；调整所述局部区域的表皮曲面形态，和/或，调整所述局部区域内网格的拓扑结构，和/或，对所述局部区域内的所述细分网格边进行动力学松弛，以减...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄蔚欣，任飞，胡竞元，沈锋，屈小羽，黄子愚，卓信成，王钰，杜爽，宋燕燕，许笑梅，李会娟，李凤娇，郑广举，贾精明，王浩为，杜广鑫，刘彦生，房轻舟，张一舟，付洁，陈经纬，陈宏，王岚，李征宇，来庆贵，张雪辉，
申请(专利权)人：清华大学建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：