面向工程與虛擬現(xiàn)實的統(tǒng)一網格模型生成算法的研究.pdf

1、空間曲面網格模型是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中描述形體模型的最基本工具，也是科學計算、科學計算可視化、有限元分析的基礎模型。在基于計算機圖形學的網格處理算法的研究過程中，人們把更多的注意力放在幾何特征的保持上，對計算特征的研究很少；而在計算網格模型的建立方法中，主要的研究都集中在網格自動生成和自適應網格細分加密上，而對網格簡化方面的工作卻很少。但隨著科學技術的不斷發(fā)展，這兩個領域相互融合、相互滲透的趨勢越來越明顯。因此，本項目把計算機圖形學與幾何造型

2、中的網格處理方法與科學計算中的網格模型處理方法有機地結合在一起考慮，研究并開發(fā)基于圖形學特征與計算特性統(tǒng)一的網格處理與誤差分析技術，使同一網格模型可以根據使用范圍與目的的不同有所差別。這樣就使得網格處理技術具有更加廣闊的應用前景。 本文以此為出發(fā)點，對以下幾個方面進行研究： 一種基于多邊形剖分的有限元網格生成方法在兩步網格化過程中，待分析區(qū)域首先被剖分為具有三條或四條邊的簡單子區(qū)域部分。然后將利用傳遞模板法或映射法對這些

3、子區(qū)域進行網格生成。本文結合計算幾何和有限元網格自動生成問題，給出了一種基于簡單多邊形剖分的全四邊形有限元網格自動生成方法。該方法分兩步實現(xiàn)有限元網格生成：首先通過權函數的引導，對待分析的簡單多邊形區(qū)域先進行子域剖分，得到一組三角形和凸四邊形子域(大單元)的集合；然后利用中點剖分方法，將三角形和凸四邊形子域單元剖分為全四邊形有限元網格。實踐證明，本文提出的方法實現(xiàn)簡單、使用靈活，結果網格的質量良好。 基于彈性形變的表面網格模型變

4、形的研究本文給出了一種基于彈性形變理論的三維形體表面網格模型在受力情況下的變形分析方法。該方法以板殼單元為基礎，分析了表面網格模型的變形機理，并給出了模型的模態(tài)變形圖，為更真實地顯示、模擬形體的變形過程提供了有力的基礎。 一種三角形表面網格質量綜合度量方法本文通過對計算機圖形學中常用的三個表面網格模型進行分析，利用模糊數學的方法，給出了一種三角形網格質量綜合度量方法。利用該方法得到的評價指標可以綜合、快速地評價一個有限元網格模型