基于空間離散點集的三角剖分算法研究及在電磁散射中的應(yīng)用.pdf

1、伴隨電子信息的高速發(fā)展，針對物體進(jìn)行電磁散射計算，特別是對電大目標(biāo)的雷達(dá)散射截面進(jìn)行初步估計及逆合成孔徑雷達(dá)的成像對于我們國家的國防建設(shè)意義非常重大，同時在計算電磁學(xué)研究領(lǐng)域也是一大研究熱點。很多軟件生成的目標(biāo)物體表面的剖分網(wǎng)格是四邊形面元，但是在對法矢進(jìn)行計算是基于三角形的，因此很多在對目標(biāo)物體進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)特性計算的時候要基于三角形網(wǎng)格。
　　有限元網(wǎng)格在生物醫(yī)學(xué)、科學(xué)計算、計算機圖形學(xué)、計算機輔助設(shè)計和有限元分析中得到非常廣的

2、使用。在有限元的計算分析中，網(wǎng)格剖分作為其前置處理并在整個處理過程中占有比較大的權(quán)重，對后續(xù)的處理過程有著非常大的影響。作為最早提出的網(wǎng)格生成方法，三角網(wǎng)由于其生成比較容易、質(zhì)量比較好掌控、效率比較高、處理中依賴人為干擾少等因素受到普遍使用，并且生成技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。在網(wǎng)格剖分的相關(guān)算法中使用的最多是Delaunay網(wǎng)格生成算法，Delaunay網(wǎng)格在三角剖分中是非常重要的方式。由于Delaunay網(wǎng)格剖分擁有良好的特性使其在有限元分析

3、及很多領(lǐng)域得到了非常普遍應(yīng)用。但是以離散點為基礎(chǔ)的Delaunay網(wǎng)格剖分相關(guān)的算法衍生出的多個算法都有其優(yōu)缺點，這些算法的計算處理效率尚有很大提高的空間。通過對算法改進(jìn)提高三角剖分效率從而能夠大大節(jié)省整體計算的時間。
　　在本文中研究了基于Delaunay相關(guān)剖分算法而衍生出的多種算法，并基于三角形邊索引對以逐點插入法作為基礎(chǔ)的Bowyer-Waston進(jìn)行改進(jìn)，同時使用基于隨機數(shù)來查找包圍待插入點的初始三角形網(wǎng)格。以Quad-

4、Edge結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)完成了一種使用Map-Reduce編程模型的網(wǎng)格剖分方法。通過與改進(jìn)后的Bowyer-Waston算法以及三角剖分分治算法比較發(fā)現(xiàn)在大數(shù)據(jù)量的情況下，此方法在保證三角網(wǎng)格質(zhì)量的情況下大大提高了三角剖分的效率。
　　最后本文將基于三維離散點曲面通過投影法映射到二維中再通過基于Quad-Edge結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的三角剖分并行化方法進(jìn)行三角網(wǎng)格剖分，并對其進(jìn)行雷達(dá)散射特性進(jìn)行計算，通過與商業(yè)軟件的計算結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，此方法在保證