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基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控

王奇胜,高博青,吴慧

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王奇胜, 高博青, 吴慧. 基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(2): 350-356. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180210
引用本文: 王奇胜, 高博青, 吴慧. 基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(2): 350-356.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180210
WANG Qisheng, GAO Boqing, WU Hui. Bubble Model Based Grid Generation and Grid Size Control over Free-Form Surface[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(2): 350-356. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180210
Citation: WANG Qisheng, GAO Boqing, WU Hui. Bubble Model Based Grid Generation and Grid Size Control over Free-Form Surface[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(2): 350-356.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180210

基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180210
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51678521,51778558)
详细信息
    作者简介:

    王奇胜(1991—),男,博士研究生,研究方向为自由曲面的网格划分,E-mail:civilengineerwqs@163.com

    通讯作者:

    高博青(1963—),男,教授,研究方向为空间结构鲁棒性和自由曲面网格结构,E-mail:bqgao@zju.edu.cn

  • 中图分类号:TU311.41

Bubble Model Based Grid Generation and Grid Size Control over Free-Form Surface

    • 摘要:为了在自由曲面上生成形状规整、大小可控的三角形网格,提出一种基于气泡运动模型的网格自动生成方法. 将适量的网格点布置在离散化的曲面上,并模拟为弹性气泡. 引入气泡间的相互作用力和曲面对气泡的吸附力,得到各气泡的运动控制方程. 采用数值方法近似求解气泡系统的平衡状态. 将平衡后的气泡中心用曲面Delaunay法连接成曲面上的三角形网格. 在气泡模型中,通过相对半径函数控制各气泡的相对大小,进而实现对网格大小的调控. 通过在相对半径函数中考虑气泡中心到特定点或线的距离、参考线或曲面的曲率等因素的影响,生成网格大小与曲面特征相适应的三角形网格. 6个算例结果表明,该方法生成的网格形状规整、疏密有致,其形状质量指标都高于0.97;该方法为网格结构的设计提供了参考.

    • 图 1气泡法各阶段示意

      Figure 1.Steps of the bubble-based method

      图 2气泡间的相互作用力

      Figure 2.Force between bubbles

      图 3网格生成算例2

      Figure 3.Case 2 of grid generation

      图 4网格生成算例3

      Figure 4.Case 3 of grid generation

      图 5网格生成算例4

      Figure 5.Case 4 of grid generation

      图 6网格生成算例5

      Figure 6.Case 5 of grid generation

      图 7拟分子法划分的网格M6(算例6)

      Figure 7.Grid M6generated by molecular-based method (case 6)

      表 1网格质量评价

      Table 1.Quality evaluation of grids

      对象 调控方式 杆长 形状质量指标
      平均值/m 离散系数 平均值 方差/× 10−4
      M1 均匀 5.11 0.063 0.988 2.92
      M2 距离 2.49 0.184 0.978 6.32
      M3 距离 3.39 0.149 0.976 7.68
      M4 曲率 2.56 0.141 0.977 6.82
      M5 综合 3.89 0.151 0.977 6.62
      M6 均匀 5.25 0.162 0.935 28.6
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    出版历程
    • 收稿日期:2018-03-21
    • 修回日期:2018-06-25
    • 网络出版日期:2018-07-08
    • 刊出日期:2020-04-01

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