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计算机辅助工程中网格模型的数据处理技术研究

王磊  
【摘要】: 随着计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称CAE)技术的发展,CAE软件在机械、汽车、航空、航天等领域得到了广泛的应用,用于热流分析、机械动力仿真、整车仿真、大型板料冲压成形模拟等。为了满足工程应用对CAE分析越来越高的要求,CAE软件构造和使用的模型越来越复杂、数据量越来越大,数据复杂度的提高不仅十分不利于存储和传输,也影响了模型显示的实时性。网格模型简化技术是解决这一技术问题的有效途径。 本文分析了现有的网格模型简化算法,并在此基础上,对网格模型简化技术进行了深入细致的研究。主要内容包括: 1、对三角网格模型简化技术作了较为全面、系统的介绍,并重点研究了细节层次模型技术,对目前已有的几种典型的细节层次模型简化算法进行了分析和比较。 2、提出了一种基于几何特征的细节层次模型生成算法。该算法首先保存原始网格模型中所有顶点的拓扑特征,然后根据顶点的重要度对所有的边进行排序,通过检查是否产生狭长三角形和三角片的法矢是否连续来判断边是否被删除。 3、提出了基于边折叠的渐进网格生成改进算法。在Hoppe渐进网格生成算法的基础上,在生成细化序列时,将简化网格模型的顶点局限于初始网格模型的顶点集合中,减少了细化序列所包含的信息。 在算法研究的基础上,用C+ +实现了基于几何特征的细节层次模型生成算法和基于边折叠的渐进网格生成改进算法,应用效果表明,这些算法具有效率高,占用存储空间少,简化后的网格模型仍能保持重要的几何特征等优点。


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