一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法技术

本发明专利技术涉及电磁建模领域，具体公开了一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，包括以下步骤：S1.建立待共形到圆柱侧表面的矩形模型，进行三角形网格剖分；S2.建立矩形模型中面元与材料之间的映射关系；S3.读取网格文件得到矩形点坐标列表和三角形面元列表；S4.将矩形模型上的三角形面元和点坐标转换圆柱侧表面；S5.对于矩形模型的每一个三角形面元，进行转换后完成圆柱侧表面共形网格生成；S6.根据新的点坐标列表、新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料，构建电磁模型。本发明专利技术通过将矩形模型的网格转换到圆柱侧表面，完成圆柱侧表面的共形网格生成，实现圆柱侧表面的电磁建模。现圆柱侧表面的电磁建模。现圆柱侧表面的电磁建模。

【技术实现步骤摘要】
一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法


[0001]本专利技术涉及电磁建模辅助手段，特别是涉及一种圆柱侧表面的共形网格生成来辅助电磁建模的手段。

技术介绍

[0002]在计算机图形学、计算机辅助设计和计算机辅助工程等领域，圆柱侧表面的网格生成是一个重要的问题。传统的圆柱侧表面网格生成方法通常采用参数化方法或者直接在圆柱侧表面上进行网格划分，但这些方法在处理复杂的几何形状时存在一些问题，如网格变形、网格密度不均等。因此，需要一种更加高效、精确的圆柱侧表面网格生成方法。
[0003]圆柱侧表面的共形网格生成技术可以用于机械零件的设计和制造。通过生成精确的网格模型，可以更好地进行模拟分析和优化设计。在电磁建模中，圆柱侧表面共形网格生成技术可以实现复杂表面、多材料的圆柱网格生成；基于此技术生成的网格虽然在技术上有了更新和优化，但在具体应用中任然存在一些问题，如圆柱侧表面的共形网格生成方法在处理复杂形状的圆柱侧表面时，可能会出现一些挑战。比如，当圆柱侧表面有多个分支和曲面时，生成网格的难度就会增加，直接建模比较困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，能够通过构建矩形模型，并将矩形模型的面元与材料对应，然后将矩形模型转换到圆柱侧表面，完成圆柱侧表面共形网格的生成，并基于面元对应的材料编号，完成电磁建模。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，包括以下步骤：S1.建立待共形到圆柱侧表面的矩形模型，完成模型的三角形网格剖分，并导出生成剖分的网格文件；所述网格文件包括矩形模型的点坐标列表和三角形面元列表；所述点坐标列表中点个数为，且点坐标列表中包含每一个点的点坐标，且各个点均具有序号，其中，第i个点坐标表示为：，三角形面元列表中三角形面元数量为，第j个三角形面元的点序号表示为：；S2.建立矩形模型中各个面元与材料之间的映射关系；S3.读取网格文件得到点坐标列表和三角形面元列表；S4..从矩形模型的四个顶点中，选择三个顶点，选择的三个顶点坐标为P1，P2，P3；将P1和P2组成圆柱的侧边，P2和P3组成圆柱的底边圆周长，以P1，P2为轴，形成圆柱，将矩形
模型上的三角形面元和点坐标转换到圆柱侧表面，得到新的点坐标列表和新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料编号，完成圆柱侧表面共形网格生成；S5. 根据新的点坐标列表、新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料，构建圆柱侧表面的电磁模型。
[0006]本专利技术的有益效果为：本专利技术能够通过构建矩形模型，并将矩形模型的面元与材料对应，然后将矩形模型转换到圆柱侧表面，完成圆柱侧表面共形网格的生成，并基于面元对应的材料编号，完成电磁建模。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的方法流程图；图2为矩阵内部点位置以及计算圆柱模型侧点位置的原理示意图；图3为实施例中完成共形之后的点位置示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0009]如图1所示，一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，包括以下步骤：S1.建立待共形到圆柱侧表面的矩形模型，完成模型的三角形网格剖分，并导出生成剖分的网格文件；所述网格文件包括矩形模型的点坐标列表和三角形面元列表；所述点坐标列表中点个数为，且点坐标列表中包含每一个点的点坐标，且各个点均具有序号，其中，第i个点坐标（序号为i的点的点坐标）表示为：，三角形面元列表中三角形面元数量为，第j个三角形面元的点序号表示为：；在本申请的实施例中，矩形模型中涉及到的坐标均为空间直角坐标系XYZ中的坐标。
[0010]S2.建立矩形模型中各个面元与材料之间的映射关系；S201.对矩形模型不同面元设置材料，材料列表为{icoat}，该列表中每一种材料均具有一个编号;S202.将三角形面元列表和材料列表{icoat}一一对应，即每一个三角形面元在材料列表中均具有一个对应的编号，将第j个三角形面元的材料编号表示为，材料编号为整数。
[0011]S3. 读取网格文件得到点坐标列表和三角形面元列表；S4. 从矩形模型的四个顶点中，选择三个顶点，选择的三个顶点坐标为P1，P2，P3；将P1和P2组成圆柱的侧边，P2和P3组成圆柱的底边圆周长，以P1，P2为轴，形成圆柱，将矩形
模型上的三角形面元和点坐标转换到圆柱侧表面，得到新的点坐标列表和新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料编号，完成圆柱侧表面共形网格生成；所述S4中，设定参数C用以控制矩形模型覆盖圆柱的比例程度，其中0<C≤1，0表示全不覆盖，1表示只覆盖圆柱侧表面面积的C；矩形的宽边利用共形方法映射到共形之后的圆柱的边界线上；矩形上的任意一点经过圆柱侧表面共形映射得到圆柱侧边上的点，初始化新的三角形面元列表 ，其单元数量为，并使每个单元的材料编号icoat设置为
‑
1；初始化新的点坐标列表为的二维数组；前三列存储新的点坐标列表的XYZ坐标浮点数据，第四列用以判断点是否已经完成计算0表示未赋值，1表示已赋值。
[0012]所述S4中，获取新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料编号的具体生成步骤如下：S401.如图2~图3所示，从矩形模型的四个顶点中，选择三个顶点，利用选择的三个顶点坐标为P1，P2，P3，计算矩形边长，矩形宽度，圆柱底边直径，以及坐标系XYZ三个坐标轴方向向量：：：：：：；S402. 遍历三角形面元列表得到第j个三角形面元的三个顶点序号，该三角形面元的材料编号为；S403. 得到新的三角形面元列表的第j个三角形面元，将三个顶点序号分别赋值为，即，，，对的材料编号进行赋值：；S404.从点坐标列表中得到三角形面元的三个顶点坐标分别记为，和为：为：
S405. 计算，和的映射点分别为，和：设为，或者，为矩形宽边映射到圆柱上的周长，为映射之后圆周长包含的角度，D为圆柱直径，，，分别为点的x坐标在方向的映射，，，分别为点的y坐标在方向的映射，，，分别为点的z轴坐标在方向的映射；，，为圆柱圆心的x,y,z坐标，为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则为圆柱半径，则其中，当 取时，得到的坐标为映射点的坐标，当取时，得到的坐标为映射点的坐标；当取时，得到的坐标为映射点的坐标；S406. 更新中三个顶点的坐标为映射点：中三个顶点的坐标为映射点：中三个顶点的坐标为映射点：；S407. 更新 中的材料编号为，；S408. 在j=1,2,
…
,时，重复执行步骤S402~S407，得到新的三角形面元列表，以及列表中每一个三角形面元的材料编号。
[0013]所述S4中将点坐标转换到圆柱侧表面，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.建立待共形到圆柱侧表面的矩形模型，完成模型的三角形网格剖分，并导出剖分生成的网格文件；所述网格文件包括矩形模型的点坐标列表和三角形面元列表；所述点坐标列表中点个数为，且点坐标列表中包含每一个点的点坐标，且各个点均具有序号，其中，第i个点坐标表示为：，三角形面元列表三角形面元数量为，第j个三角形面元的点序号表示为：；S2.建立矩形模型中各个面元与材料之间的映射关系；S3. 读取网格文件得到点坐标列表和三角形面元列表；S4. 从矩形模型的四个顶点中，选择三个顶点，选择的三个顶点坐标为P1，P2，P3；将P1和P2组成圆柱的侧边，P2和P3组成圆柱的底边圆周长，以P1，P2为轴，形成圆柱，将矩形模型上的三角形面元和点坐标转换到圆柱侧表面，得到新的点坐标列表和新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料编号，完成圆柱侧表面共形网格生成；S5. 根据新的点坐标列表、新的三角形面元列表，以及新的三角形面元列表中每一个三角形面元对应的材料，构建圆柱侧表面的电磁模型。2.根据权利要求1所述的一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，其特征在于：所述S2包括：S201.对矩形模型不同面元设置材料，材料列表为{icoat}，该列表中每一种材料均具有一个编号;S202.将三角形面元列表和材料列表{icoat}一一对应，即每一个三角形面元在材料列表中均具有一个对应的编号，将第j个三角形面元的材料编号表示为，材料编号为整数。3.根据权利要求1所述的一种基于圆柱侧表面共形网格生成的电磁建模方法，其特征在于：所述S4中，设定参数C用以控制矩形模型覆盖圆柱的比例程度，其中0<C≤1，0表示全不覆盖，1表示只覆盖圆柱侧表面面积的C；矩形的宽边利用共形方法映射到共形之后的圆柱的边界线上；矩形上的任意一点经过圆柱侧表面共形映射得到圆柱侧边上的点，初始化新的三角形面元列表，其单元数量为，并使每个单元的材料编号icoat设置为
‑
1；初始化新的点坐标列表为的二维数组；前三列存储新的点坐标列表的XYZ坐标浮点数据，第四列用以判...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尧尧，曹成，胡伟，李冰，
申请(专利权)人：东莘电磁科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：