三維有限元網格先進編輯技術研究.pdf

1、在使用有限元分析進行產品設計驗證的過程中，需要將產品的幾何模型離散為相應的有限元網格模型以支持分析求解，并且為了達到設計目標，設計和分析通常是一個反復迭代的過程，其中的再分析特別是網格重生成非常耗時。因此，為了提高產品設計開發(fā)的效率，必須提高有限元網格的重新生成效率。網格編輯正是一種高效的網格重新生成技術，其通過重用原有的有限元網格，能夠快速得到用于再分析的新網格模型，并有助于加強產品設計模型與有限元網格模型之間的關聯(lián)互動。為此，以提高

2、有限元網格重生成的效率和質量為目標，本文對三維有限元網格編輯技術展開研究。
　　論文的主要工作包括以下幾個方面:
　　提出一種CAD模型變動驅動的四面體網格編輯方法
　　首先根據CAD模型的變動，依據網格劃分的逼近度要求，以及變動區(qū)域附近網格單元密度函數的變化，確定原始網格中的可重用單元;然后提取保留單元與被移除單元之間的邊界網格面和邊界網格邊，并將其用于構建需要進行網格重生成的變動區(qū)域;最后使用Delaunay方法生

3、成新的網格單元。該方法能夠提高網格的重新生成效率，并在網格編輯的過程中保證單元的幾何密度自適應性。
　　提出一種基于對偶操作和直接編輯操作的六面體網格編輯方法
　　通過對其幾何模型進行直接編輯，實現對六面體網格模型的有效變形。為了優(yōu)化變形后的網格模型，首先高效地將網格模型轉換為表面體網格單元質量較好的元網格;然后使用較為整體的對偶操作進行粗略的密度控制;最后根據提出的單元形變度概念，通過使用易于局部化的對偶操作，對需精化區(qū)域

4、進行精化。該方法能夠提高變形后網格的單元質量，保證單元密度自適應性，并加強幾何模型與網格模型之間的關聯(lián)互動。
　　提出一種基于實體切割操作的六面體網格編輯方法
　　首先識別網格元素與實體模型幾何元素之間的相交關系，以高效生成由于網格被實體模型切割而新增到網格模型中的幾何元素;然后通過使用啟發(fā)式的A*最短路徑算法和波前推進法，將網格元素匹配到新增幾何元素以分離需要被切割的網格單元;最后通過插入fundamental sheet