多面约束棱台体全六面体网格生成算法.PDF

第15卷 第10期 计算机辅助设计与图形学学报 V01．15．No．10 2003年 10月 JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDDESIGN CO MPUTER GRAPHICS Oct．，2003 多面约束棱 台体全六面体 网格生成算法 苏财茂 柯映林 (浙江大学机械与能源T程学院 杭州 310027) 摘 要 利用 四角点双线性插值反映射法确定两多边域间的映射点；运用约束 引导线和节点等参光顺法实现对多 边形的四边形分解 ；最后 ，结合超限映射法与分层原则实现该类 实体全六 面体有限元 网格生成．文中算法拓广 了超 限映射法的应用范围．实例表明：该算法简单 、效率高、生成单元的质量好 ． 关键词 有限元 ；网格生成 ；棱 台体 ；六面体 网格 中圈法分类号 0242．21；TP391．7 All-HexahedralMesh Generation forPrismoid Suhjectto Geometry-Topology Constraints SuCaimao KeYinglin (CollegeofMechanicalandEnergyEngineering，ZhejlangUniversity，Hangzhou 310027) Abstract Thepolygonal baseofprismoidisdecomposedintoquadrangles，thequadrangularvertices arelocatedbyusingthenodeconstraintprincipleandisoparametricsmoothingscheme．Alongtheheight direction，each prismoidissliced intoparallellayers．Through four-corner-po intbilinearinterpolation， inversemappingofarbitrarypo intbetweentwopo lygonaldomainsisestablished．Finiteelementmeshes rae generated automatically by combining the aboveschemes with transfinitemapping method and layeredprinciple．Thisalgorithm extendstheapplication oftransfinitemappingmethod．Resultsoftest examples show theeffectivenessandrobustnessofproposedalgorithm ． Keywords finiteelement；meshgeneration；prismoid；hexahedral mesh 的主要 “瓶 颈”． 1 引 言 实体 网格单元主要有 四面体单元和六面体单 元．尽管四面体网格生成算法 已经相当成熟 ，并 已成 在工程力学计算 中，有 限元方法是一种非常重 功应用于各种有限元分析商业软件 中，六面体网格 要 的数值分析方法 [，该方法采用单元所组成 的离 由于结构复杂 ，故其 网格生成至今还没有一种普适 散结构来近似复杂结构 ，与解析法相 比，更适用于复 性的算法，但是因其诸多优点而成为当前有 限元网 杂 的工程 问题．有 限元 网格 的划分是有限元方法分 格划分领域研究热点之一L2]． 析 的前提 ，因工作量大且烦冗 ，成为有 限元方法分析 当前 ，六面体单元网格生成算法大体上可分为 原稿收到 日期 ：2002—09—12；修改稿收到 日期 ：2003—03—10．本课题得到国家 自然科学基金 (50175