四面体网格生成方法的研究与实现

针对四面体网格生成过程中需要人工构造背景网格和指定尺寸信息的问题,提出了一种自动计算网格尺寸的方法。该方法通过按层次推进产生四面体网格,根据周围前沿面的尺寸和法线信息,计算新生成四面体的尺寸,使四面体网格在尺寸上能够均匀分布。在网格生成过程中,无需人工指定相关信息,并能保证新生成四面体的质量。联立直线和平面的参数方程,根据方程组解的情况判断线段和三角形是否相交,并对相交的条件作了详细的分析。使用空间八叉树管理前沿面,降低与前沿面相关操作的复杂度。数值算例表明,该方法能够生成较高质量的四面体网格。

基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法的研究

针对三维建模过程中数据量大的缺点,提出一种简单的基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法。该方法采用每个分段的三次Bezier曲线的特征点和该段曲率半径的极小值作为采样密度的判断标准,曲线采样主要分为多层轮廓和单一轮廓两种情况,对于多层轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,轮廓之间的间距,曲线的长度。而对于单一轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,曲线的长度。通过以上因素,计算出采样点的数目。实验结果证明,提出的方法可行有效,可用于三维建模的数据点采样。

基于三角形外接圆的轮廓对应算法

针对目前的轮廓对应算法在处理形状复杂的研究对象时容易产生错误的对应关系及计算效率低的问题,提出了基于三角形外接圆的轮廓对应算法。该算法对位于不同截面上的每一个轮廓进行三角剖分,将剖分得到的三角形合法化之后提取其外接圆,通过研究位于相邻截面上的外接圆间的对应关系来确定轮廓间的对应。实验结果表明,该算法能够很好地处理形状复杂的研究对象,具有较好的鲁棒性和实时性。