【技术实现步骤摘要】
一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法
[0001]本专利技术涉及一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,属于数值模拟仿真工业软件
技术介绍
[0002]模拟仿真软件作为工业软件的重要组成部分,是指导产品设计、研发、测试的强力工具。例如,模拟仿真软件可以模拟海啸、汽车涉水等各类场景,帮助应对自然灾害、设计汽车外形等。模拟仿真软件的具体实现手段,主要有网格类方法和粒子类方法两种。其中,粒子类方法是对传统的网格类方法的重要补充,尤其适用于针对大变形、动边界等复杂问题的模拟仿真。
[0003]粒子的空间分布对粒子类方法的计算精度和稳定性等产生很大影响。理想的粒子分布是均匀的,并能准确描述几何与物理信息。目前,现有的粒子生成方法主要有以下几种:1.晶格法。粒子直接生成在三维堆砌中的晶格顶点上。晶格法生成的粒子,理论上均匀性最好。但是,其需要大量计算判断各粒子与几何构型的拓扑关系,包括粒子到构型最短距离的计算、粒子在构型的内外关系判断等。并且,生成的粒子与初始几何构型偏离较大,也没有统一高效的贴体方法,丧失了一定的精确度。
[0004]2.网格法。在已有网格的基础上可以快速得到粒子空间分布。粒子可以直接取网格的节点、边中点、面形心、体心等。依据比较成熟的网格类方法生成粒子,比较直观便捷。但是,其生成均匀的、准确保持几何信息的网格往往需要对网格中的拓扑信息迭代分析,比较耗时,得到适应复杂几何的高质量网格很困难。
[0005]3.物理结合法。在初始的几何构型的基础上,结合物理参数和 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,其特征在于,包括STL三角片粒子生成、晶格哈希和排序去重;步骤1:设定参数值,包括初设粒子间距margin、STL文件路径、法向量内外方向;步骤2:解析描述几何构型的STL文件,得到各三角面的顶点坐标及法向量信息;步骤3:生成满足带粒子间距系数w
tri
的初设粒子间距margin的各三角面的初始粒子,存入初始粒子数组arrayTris中;步骤4:计算哈希初始粒子数组arrayTris中的每个粒子p坐标 (p
x
,p
y
,p
z
)与计算域各轴最小值(p
xmin
,p
ymin
,p
zmin
)的差除以带晶格间距系数w
lattice
的初设粒子间距值,并将哈希值存入晶格哈希数组arrayHash中, p
x
表示粒子p的x轴坐标值,p
y
表示粒子p的y轴坐标值,p
z
表示粒子p的y轴坐标值;p
xmax
、p
xmin
、p
ymax
、p
ymin
、p
zmax
、p
zmin
分别为几何构型中所有点在x、 y、 z轴上的最大值和最小值;步骤5:依照晶格哈希数组arrayHash的大小顺序,对初始粒子数组arrayTris进行排序;步骤6:顺序扫描已排序的晶格哈希数组arrayHash,将arrayHash中连续等值的对应的粒子数组arrayTris中的粒子合并,存入目标粒子数组arrayPartis;合并粒子时,将hash等值的连续粒子的坐标求和平均,并将这些粒子的单位法向量求和;其中,hash等值的粒子,指在同一晶格中的粒子;步骤7:偏移(p
xmin
,p
ymin
,p
zmin
)若干次,并重复执行步骤4
‑
6,得到目标粒子数组arrayPartis;步骤8:输出目标粒子arrayPartis数组中的粒子信息。2.如权利要求1所述的一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,其特征在于,步骤3中,粒子间距系数w
tri
的取值范围为(0.2,1]。3.如权利要求2所述的一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,其特征在于,步骤3中,粒子间距系数w
tri
=0.5。4.如权利要求1所述的一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,其特征在于,步骤3包括以下步骤:步骤3.1:沿三角面的一条边AB按初始粒子间距margin/2生成一排初始粒子;步骤3.2:逐步按此三角面边AB对应的高线方向添加一排相距margin/2的粒子,保留在三角面内的粒子;步骤3.3:遍历完高线内的区域,保存初始生成的粒子到初始粒子数组arrayTris中。5.如权利要求1所述的一种适应复杂几何的模拟仿真软件贴体粒子生成方法,其特征在于,步骤4中,晶格间距系数w
latti...
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