【技术实现步骤摘要】
三角网格数值仿真平滑化的方法
[0001]本专利技术涉及计算机图形处理领域,具体涉及一种三角网格数值仿真平滑化的方法。
技术介绍
[0002]在工业数值仿真领域进行数值仿真的流程中,除了对仿真关键数值的检查,通常还需要直观的显示出数值的分布和变化。数值显示的合理性和准确性在结果检验中十分重要,特别在比较精细的模型中的显示(例如过孔)中的数值变化的准确性会比较敏感。
[0003]在有限元算法中, Node(节点)作为解算的基本单位,多个Node(节点)构成一个Element(单元),单元其本身附带一些属性。此处的节点即为本申请中的顶点。在有限元分析中,整个物体被划分为多个单元,通过对每个单元进行离散化和适当地处理,可以近似地描述物体的行为,并进行数值求解。在后处理中,用户需要看到单元的某个属性,但在数据显示中经常会遇到两个问题:1) 如图2所示,单元在单位区域内的属性是固定数值的,所以在正常显示中数据不平滑,无法合理的显示出数据变化的情况。
[0004]2) 传统的针对单元数值的数据平滑算法将单元上的数据传播到节点上,随后直接采用三角形重心插值法来产生平滑过度,但在这个传播过程中会使得数据极大值极小值失真,导致用户看到的数据不符合原始数据。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于解决现有后处理结果视图在对单元数值平滑过程中产生的数据失真问题。
[0006]为了实现上述目的,本专利技术提出了一种三角网格数值仿真平滑化的方法,包括:步骤1,将三维结构转化为二维的第一三角网格; ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,包括:步骤1,将三维结构转化为二维的第一三角网格;步骤2,构建第一三角网格的拓扑,所述拓扑包括第一三角网格中所有顶点、边和三角形的信息数据,所述信息数据包括:所有顶点、边和三角形的属性值,所有顶、边和三角形之间的邻接关系;步骤3,根据所构建的拓扑检测出每个顶点相邻的所有三角形,根据拓扑中的信息数据计算与每个顶点相邻的所有三角形的平均值,将计算所得的平均值分配给相应的顶点,得到第二三角网格;步骤4,通过递归地方式执行预设的网格转换算法,在第二三角网格中插入每个三角形的重心作为新增的顶点,并利用新增的顶点和第二三角网格中的顶点重新剖分三角形,以形成第三三角网格;步骤5,将第三三角网格栅格化。2.根据权利要求1所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,所述步骤1包括:步骤11,将三维结构分割成若干个离散的三维单元;步骤12,创建一个二维参考平面;步骤13,将所创建的二维参考平面与每个三维单元相交,得到若干个由三维单元和二维参考平面的交点围合而成的多边形,多边形的数量与三维单元的数量相等;步骤14,将每个多边形剖分为若干个三角形以形成子三角网格,所有子三角网格形成所述第一三角网格。3.根据权利要求2所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,记二维参考平面的法向量为 n,在二维参考平面上定义一对互相垂直单位向量 a 和 b;所述步骤13中,一个三维单元与二维参考平面相交以得到一个多边形的步骤,包括:将三维单元的每条边和二维参考平面投影到na平面和nb平面上,在na平面上,找到三维单元的每条边与二维参考平面的第一交点的集合A,在nb平面上,找到三维单元的每条边与二维参考平面的第二交点的集合B;将集合 A 和集合 B 中所有的第一交点和第二交点投影回二维参考平面,并按照极角排序连接,以形成一个多边形。4.根据权利要求2所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,所述步骤14包括:若多边形有三条边,则直接作为一个子三角网格,若多边形有至少四条边,则将多边形剖分成多个三角形以构建一个子三角网格。5.根据权利要求4所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,所述步骤14中,若多边形有四条边,则沿最短对角线将多边形切分为两个三角形。6.根据权利要求2所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,所述步骤1中:若三维单元为三棱柱,二维参考平面平行于三棱柱的顶部或底部,三棱柱顶部或底部的三角形作为一个子三角网格;若三维单元为六面体,二维参考平面平行于六面体的顶部或底部,将六面体顶部或底部的四边形沿最短的对角线切分为两个三角形作为一个子三角网格;若三维单元为四面体,则记二维参考平面的法向量为 n,在二维参考平面上定义一对
互相垂直单位向量 a 和 b,将三维单元的每条边和二维参考平面投影到na平面和nb平面上,在na平面上,找到三维模型的每条边与二维参考平面的第一交点的集合A,在nb平面上,找到三维模型的每条边与二维参考平面的第二交点的集合B,将集合 A 和集合 B 中所有的第一交点和第二交点投影回二维参考平面,并按照极角排序连接,以形成一个多边形,若多边形为三角形,则作为一个子三角网格,若多边形为四边形,则沿最短对角线将四边形剖分成两个三角形作为一个子三角网格。7.根据权利要求1所述的三角网格数值仿真平滑化的方法,其特征在于,所述步骤2中构建第一三角网格的拓扑,包括:构建顶点表,插入第一三角网格中所有顶...
【专利技术属性】
技术研发人员:李奥,吴培伟,郭茹,徐刚,吴寅芝,
申请(专利权)人:芯瑞微上海电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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