面向可視計算的模型理解、優(yōu)化與編輯研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，尤其是汽車造型既要滿足加工制造的技術(shù)要求，又要滿足用戶個性化需求，是多種特征約束相互平衡的結(jié)果，在實際工程中每一階段往往是CAD參數(shù)化設(shè)計與CAE數(shù)值計算的循環(huán)迭代過程。CAD參數(shù)化模型能否反映設(shè)計意圖，CAE網(wǎng)格模型能否保持幾何模型特征，是否具有較高的網(wǎng)格質(zhì)量對設(shè)計的效率意義重大。在不同的設(shè)計階段，設(shè)計者關(guān)心的約束特征有所不同，而在設(shè)計的各個階段都考慮全部的約束特征將大大提高設(shè)計的復(fù)雜程度，因此研究汽車各造型特征對整體造

2、型的影響，建立汽車造型特征多級結(jié)構(gòu)，在造型設(shè)計過程中采用逐級添加特征約束的方法，對于降低造型設(shè)計難度，提高設(shè)計效率具有重要意義。
　　針對上述問題，本文提出了基于多級結(jié)構(gòu)的異構(gòu)模型理解方法、以及基于多級結(jié)構(gòu)的參數(shù)曲面重構(gòu)與網(wǎng)格重剖分方法，實現(xiàn)了多級結(jié)構(gòu)驅(qū)動的網(wǎng)格曲面變形。本文的研究工作主要集中于以下幾個方面:
　　(1)基于多級結(jié)構(gòu)的模型理解。通過對自然界植物葉片的形態(tài)學(xué)分析提出了適用于異構(gòu)模型的多級結(jié)構(gòu)模型理解方法，并將該

3、方法應(yīng)用到汽車造型特征線，得到了車身外造型模型的特征線多級結(jié)構(gòu)。
　　(2)多級結(jié)構(gòu)約束的參數(shù)曲面重構(gòu)。其核心為:通過最低級的邊界特征建立參數(shù)曲面，其他多級曲線按照級別作為曲面的約束。這樣可以按照不同的建模精度要求快速重建參數(shù)曲面。
　　(3)多級結(jié)構(gòu)約束的網(wǎng)格重剖分。定義了一種多級結(jié)構(gòu)優(yōu)先，輔助曲面為輔的采樣策略，多級結(jié)構(gòu)采樣中也是按照級別確定采樣優(yōu)先級別，最后通過CDT剖分得到三角網(wǎng)格。
　　(4)多級結(jié)構(gòu)驅(qū)動的車

4、身網(wǎng)格曲面變形。實現(xiàn)了連續(xù)幾何表示驅(qū)動離散網(wǎng)格曲面變形的方法，通過幾何曲線重采樣的過程建立起幾何與離散網(wǎng)格的關(guān)系，采用最小二乘法實現(xiàn)了曲面網(wǎng)格的光順變形。
　　數(shù)值實驗的結(jié)果證明，多級結(jié)構(gòu)約束的參數(shù)曲面重構(gòu)，減少了曲面拼接，提高了參數(shù)曲面的光順性;多級結(jié)構(gòu)約束的多尺度網(wǎng)格重剖分方法在各個尺度下均能保持模型的相應(yīng)特征，且網(wǎng)格質(zhì)量較好;多級結(jié)構(gòu)驅(qū)動的網(wǎng)格曲面變形實現(xiàn)了參數(shù)曲線對離散網(wǎng)格直接驅(qū)動變形，實現(xiàn)了脫離參數(shù)曲面直接對CAE模型的