自由曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分技術(shù)研究.pdf

1、自由曲面建筑給各大城市帶來(lái)了良好的視覺(jué)效果外的同時(shí)，還帶來(lái)一個(gè)急需解決的問(wèn)題——如何對(duì)這些變化各異的自由曲面劃分出體現(xiàn)建筑意蘊(yùn)的網(wǎng)格。傳統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，其建筑曲面的形狀變化相對(duì)較小，故可事先給定幾種網(wǎng)格劃分方案以供候選;新興的自由曲面結(jié)構(gòu)，每個(gè)建筑均有各自的建筑曲面，無(wú)法給定可供預(yù)選的方案。如何對(duì)自由曲面建筑進(jìn)行網(wǎng)格劃分，成了當(dāng)今不得不解決的一個(gè)問(wèn)題。
　　論文根據(jù)有限元的波前法基本思路，提出了按大致桿長(zhǎng)等分曲線的方法，形成初始波前

2、線，結(jié)合建筑對(duì)網(wǎng)格的要求，對(duì)波前法每步推進(jìn)過(guò)程中的待選單元進(jìn)行以桿長(zhǎng)為主的評(píng)分，并以評(píng)分最佳的單元作為推進(jìn)單元，建立了以劃分建筑網(wǎng)格為目標(biāo)的自由曲面波前法。通過(guò)實(shí)際工程和人為建立的建筑曲面，驗(yàn)證了自由曲面波前法的實(shí)用性和可靠性。
　　建筑網(wǎng)格，必須正確反映出建筑的靈魂。論文根據(jù)這個(gè)要求，提出了基于引導(dǎo)線的自由曲面網(wǎng)格劃分方法。引導(dǎo)線是事先在曲面上勾繪的一條曲線，用來(lái)引導(dǎo)網(wǎng)格的走向趨勢(shì)。用曲面參數(shù)域中的投影曲線表達(dá)引導(dǎo)線或者曲面上的

3、其他曲線，可以取得較好的效果。給出了用平移法、偏移法、縮放法等推進(jìn)引導(dǎo)線，使其布滿整個(gè)曲面，并根據(jù)等分連接方案將引導(dǎo)線連接形成網(wǎng)格。提出了雙線兩點(diǎn)法的引導(dǎo)線推進(jìn)方法，使得網(wǎng)格的大小可以隨著曲面的變化而變化，更加生動(dòng)靈活。通過(guò)算例，分析了不同推進(jìn)法各自的優(yōu)點(diǎn)，說(shuō)明了基于引導(dǎo)線的自由曲面網(wǎng)格劃分方法的準(zhǔn)確性和適用性。
　　建筑曲面的網(wǎng)格劃分很難保證一步到位，需經(jīng)后續(xù)優(yōu)化。論文根據(jù)建筑網(wǎng)格優(yōu)化的研究現(xiàn)狀，提出了局部?jī)?yōu)化的概念。選取網(wǎng)格中