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三维复杂形体表面网格生成方法研究

王敏  
【摘要】:如何高效地生成高质量的表面非结构网格是当前国内外的热点课题,也是本论文的研究重点。本文将进行包括三维复杂形体表面网格生成以及与数据库系统之间的应用程序接口的集成环境的研制开发。 随着三维形体复杂程度的提高和应用领域的扩展,网格生成的前处理工作受到越来越多的重视。如何方便有效地对几何模型的数据进行管理和操作,并对复杂物体外形作出准确的几何描述,将直接影响网格生成的效率和准确性。 首先,通过建立简单友好的用户交互界面来完成初始数据的录入,并采用Excel表格文件来作为数据库支持,分别存放用户提供的几何模型的数据。然后通过VisualC++创建的ODBC应用,可以灵活地对Excel数据库文件进行操作和管理。 从数据库文件中读入的模型信息和网格生成所需的数据结构不一致,所以需要重新组合模型信息,使之转化为可以直接应用于网格生成程序的数据结构。这个工作涉及实体造型中的几何分析、布尔运算和表面参数化定义等内容。为此,本文对计算流场区域建立明确、信息完整的数学模型,并转换为准确的几何描述,为网格能够准确、稳定地生成提供了前提和保障。 表面网格的生成一直是数值网格生成技术中的难点和重点。鉴于非结构网格在处理复杂形体表面的优势,本文采用阵面推进法直接在三维表面上生成非结构表面网格,采取有效的算法处理了空间三角形网格单元生成的有效性判断,并对网格进行了优化处理,大大提高了原始网格的质量。 研究与应用结果表明:本文独立编制的三维复杂形体表面网格生成软件包能够生成高质量的三维表面网格,满足复杂流场体网格生成的要求,同时扩展了现有的FLOW_VR集成环境的功能。


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