基于拉伸特征的B-Rep→CSG转换算法及其应用

边界表示(boundary representation,B-Rep)法和构造实体几何(construction solid geometry,CSG)法是目前应用最广泛的两种实体表示法,B-Rep→CSG转换也备受关注。B-Rep→CSG转换算法为一种半空间分割法,完全依赖三维造型引擎中的布尔运算,计算量大且不稳定。实际应用中已有大量具有拉伸特征的B-Rep模型:可将整个模型或模型的一部分看作由二维图形沿一定方向拉伸而成。通过将三维模型的B-Rep→CSG转换问题变为二维图形的B-Rep→CSG转换问题,从而避免对布尔运算的依赖,为此,提出基于拉伸特征的BRep→CSG转换算法。首先,得到拉伸边具有相互平行性、首尾相连性、方向相反性、唯一连接性4个拉伸特征,然后,基于这些特征提出基于平行边连接图的拉伸特征识别算法,最后,结合拉伸特征识别算法、基于环收缩的模型分割算法和基于顶点可见的多边形分割算法,提出具有拉伸特征的三维模型的B-Rep→CSG转换整体解决方案。将本文算法集成至自主研发的粒子输运可视建模(COSINE visual modelling of particle transport,cosVMPT)软件,并基于cosVMPT对3个专门构造的例题和1个实际应用实例进行了测试,测试结果证明了本文算法的有效性和优越性。

基于图卷积网络的BREP→CSG转换方法及其应用研究

边界表示法(BREP)和构造实体表示法(CSG)是应用最广泛的2种实体表示法,在粒子输运计算辅助建模等领域对BREP→CSG自动转换算法有迫切的需求,但目前最常用的基于分割的BREP→CSG转换算法存在“计算量大、CSG表达过于复杂”等不足。观察到“拓扑相似的BREP模型的CSG表达结构类似”,因此提出建立包含(BREP,CSG)二元组的模型库,对待转换的BREP模型,通过从模型库中检索相似模型,进而基于相似模型的CSG表达生成转换结果。该方法一方面可以提高转换速度,另一方面通过优化CSG表达,克服了基于空间分割方法的不足。采用扩展的属性邻接图刻画BREP模型的拓扑特征,将模型相似问题看作属性邻接图分类问题,进而应用图卷积网络(GCN)实现快速模型检索,对属性邻接图的扩展属性也进行了精心设计,以提高模型检索的准确性。该算法已集成进入自主研发粒子输运可视建模软件cosVMPT并使用中国聚变工程实验堆(CFETR)中的典型复杂部件偏滤器模型进行测试,测试结果展现了该算法的时间有效性和CSG结果优越性。