自由曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分方法研究.pdf

1、近年來，以平面、柱面、球面和拋物面為主的傳統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)造型已經(jīng)不能滿足人們對建筑外形的審美需求，同時，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，計算機(jī)輔助幾何技術(shù)的進(jìn)步，各種有著豐富表現(xiàn)力的自由曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)越來越受到建筑師和結(jié)構(gòu)師的青睞。自由曲面建筑在帶給我們良好視覺效果的同時，由于其曲面形狀新穎獨(dú)特，變化復(fù)雜多樣，傳統(tǒng)的網(wǎng)格布置方法很難適用于此類曲面。因此，如何針對該類曲面劃分出流暢美觀的網(wǎng)格，是自由曲面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵?；谶@一課題，本文對三類自由曲

2、面的網(wǎng)格劃分進(jìn)行了初步研究。
　　針對完整的自由曲面，本文提出了將曲面展開與引導(dǎo)線法相結(jié)合的網(wǎng)格劃分方法。首先，在自由曲面對應(yīng)參數(shù)域的兩個方向上等分，并將參數(shù)域上的等分點(diǎn)映射回曲面，得到離散后的自由曲面。其次，將曲面上的等分點(diǎn)，按照展開前后面積近似不變的基本準(zhǔn)則，進(jìn)行自由曲面的幾何展開。接著，將展開后的點(diǎn)陣擬合成二維平面，并采用引導(dǎo)線法對平面進(jìn)行網(wǎng)格劃分。最后，將平面劃分好的網(wǎng)格映射回空間曲面，完成曲面的網(wǎng)格劃分。該方法不僅能生成

3、大小均勻，桿件流暢的網(wǎng)格，更能控制自由曲面網(wǎng)格的走向。
　　針對有內(nèi)邊界的自由曲面，本文仍先將曲面展開，然后采用改進(jìn)的引導(dǎo)線法，通過求引導(dǎo)線與內(nèi)邊界的交點(diǎn)，并修正引導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)對有內(nèi)邊界的展開平面的網(wǎng)格劃分，最后將平面網(wǎng)格映射回曲面。該方法將引導(dǎo)線法推廣到有內(nèi)邊界自由曲面的網(wǎng)格劃分，內(nèi)邊界處網(wǎng)格質(zhì)量也較好。
　　針對裁剪的自由曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由于它們有著更加復(fù)雜的邊界形狀，需要的網(wǎng)格劃分方法和技術(shù)也就更高。本文先對裁剪自由曲面進(jìn)