三角形网格自适应技术研究

• 作 者: 王学渊
• 机 构: 西南科技大学
• 出 处: 西南科技大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 三角形网格 自适应技术 网格模型 协同仿真

几何信息模型是实现多学科协同仿真的基础。STL模型(一种三角形物面网格模型)具有数据结构简单并且与三维CAD系统无关的优点，已经成为多学科仿真采用的主要几何信息模型之一。　　
现有商业CAD系统生成的STL模型，主要考虑形状逼近的精度，而非考虑三角形的形态和密度，故亟需基于曲率与压力梯度的三角形网格的自适应技术，以满足多学科协同数值仿真对物面网格的需求。虽然该技术一直是国外的研究热点，但到目前为止，国内在这方面全面的、系统的研究未见文献报道，为此，本文展开以下研究：　　
(1)提出基于曲率与压力梯度的三角形网格自适应思想，并采用基于三变量四次Bezier曲面块实现三角形网格的几何重建，确保自适应前后网格几何精度保持一致。　　
(2)研究三角形物面网格的几何与拓扑关系重建的方法，建立相应的几何重建和拓扑信息恢复算法。　　
(3)提出基于长度优先的细分(简化)边的搜索方法，以利用边分割、边消去法和边转换成熟技术，得到边长都接近目标边长的网格单元。　　
(4)提出局部动态的参数化技术，将整个网格模型分解为多个可重叠的区域，既避免3D几何结构映射到参数化平面时可能产生的严重几何变形，又将三角形网格的自适应简化为二维优化问题，确保自适应三角形网格的精度与效率。　　
(5)开发了基于STL的三角形表面网格重构系统REMESH2008软件，多个工程实例论证了上述研究的有效性和实用性。　　
本文提出的算法还可以应用到以下领域：计算机图形学、可视化计算、虚拟现实建模等领域中，解决网格数量和渲染的速度及质量间的优化技术难题。