面向數(shù)值模擬的交互式幾何用戶(hù)環(huán)境的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、通過(guò)合理建模，工程與科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域很多物理現(xiàn)象的模擬都可歸結(jié)為偏微分方程的求解。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展，復(fù)雜的工程問(wèn)題可以采用離散化的數(shù)值計(jì)算方法，并借助計(jì)算機(jī)得到滿(mǎn)足工程要求的數(shù)值解。多年來(lái)，數(shù)值模擬技術(shù)和應(yīng)用軟件一直被廣泛用于結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體、熱傳導(dǎo)、電磁場(chǎng)等各個(gè)領(lǐng)域。多學(xué)科應(yīng)用模擬的賦能環(huán)境(Enabling Environment for MultidisciplinaryApplication Simulations，EE

2、MAS)是一個(gè)面向多學(xué)科大規(guī)模科學(xué)計(jì)算的數(shù)值模擬集成環(huán)境，用于解決結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)、氣動(dòng)聲學(xué)和制造優(yōu)化等各學(xué)科的計(jì)算模擬問(wèn)題。該環(huán)境包含了幾何建模、幾何修復(fù)、網(wǎng)格生成、網(wǎng)格分析、數(shù)值求解和可視化等一系列功能模塊。 本文研究和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的交互式幾何用戶(hù)環(huán)境。它是EEMAS的子環(huán)境，為CAD建模、幾何修復(fù)與驗(yàn)證、網(wǎng)格生成提供了靈活的圖形交互接口和面向非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的幾何處理功能。 底層的幾何引擎采用了

3、簡(jiǎn)化的B-Rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。曲線(xiàn)和曲面分別采用三次樣條和雙三次樣條插值得到。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，二維模型由點(diǎn)和曲線(xiàn)構(gòu)成，三維模型由點(diǎn)、曲線(xiàn)、環(huán)和曲面構(gòu)成。本文設(shè)計(jì)了上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的幾何模型創(chuàng)建和幾何模型編輯及可視化的GUI環(huán)境。 網(wǎng)格生成前，需要對(duì)幾何模型進(jìn)行修復(fù)和驗(yàn)證，以使其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和幾何形狀滿(mǎn)足特定的約束條件和分析需求。本文研究了幾何模型修復(fù)與驗(yàn)證，詳細(xì)分析了拓?fù)潢P(guān)系重建和曲面重構(gòu)方法。曲面重構(gòu)中，就重構(gòu)方式而言，分為