基于COM组件的CAD软件二次开发常用几何算法库建立

组件对象模型COM(Component Object Model)为构建组件提供了技术支持。按COM 制作的组件可以在不同平台上得以重用。COM 通过包容和聚合来实现继承和扩展。文章总结了CAD 软件二次开发中常见的几何问题,提出了使用VB 按照COM 组件的思想建立一套与机器无关、二进制兼容的常用几何算法库,描述了一个典型算法(任意两圆求交点)、建库、扩充和使用的详细过程。

基于面翻转三维传感器网络边界节点识别算法

针对三维环境下的传感器网络边界节点识别问题,提出了一种基于面翻转的传感器网络边界节点分布式识别方法。算法在已知三个相邻边界节点的基础上,以三个相邻边界节点构成的三角形的各边为轴,以有限面积的面向网络外侧翻转,扫描到的第一个点为新的边界节点,该节点与翻转轴上的两个节点构建成新三角形,迭代上述过程,最终识别出边界节点,获取边界包络。实验结果表明,与Alpha-shape3D算法相比,所提算法能大大减少冗余边界节点。

基于三维设计数据的船舶湿面积计算

为提高船舶湿面积的计算精度,提出一种基于三维设计数据的湿面积船舶计算方法。首先通过计算几何算法库(CGAL)中的切片模块按肋位切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面的型值数据;然后根据船舶工程中常用的平均板厚模拟船壳厚度,提出"型值等距平移法"进行等距偏移,得到各横剖面处的外板数据;再通过水线面和外板数据求交得到水下部分横剖面;最后利用纵向积分计算出船体湿面积。以散货船"SHANDONG REN HE"号为例进行了实例计算,结果表明,和装载手册值相比,该算法的最大误差为0.042 2%,相比传统计算方法,提高了船舶湿面积的计算精度,适用于任意浮态,且实时性较好,具有一定的工程应用价值。

基于CGAL的船舶浮态计算

为提高船舶浮态计算精度,提出一种基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)的船舶浮态计算方法。利用CGAL中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面型值数据;对横剖面型值数据进行简化和等距偏移,得到各肋位处的外板数据;通过水线面和外板数据求交计算得到雅克比矩阵系数;通过牛顿迭代法求解船舶浮态方程组计算出船舶浮态。以散货船"SHANDONG REN HE"为例,对10个典型载况进行了实例计算,与装载手册给定值相比,浮态计算结果误差较小。结果表明:相比于传统方法,本文所提出方法适用于船舶任意浮态,计算精度较高,实时性较好,具有一定的工程应用价值。

基于CGAL的岩石裂隙面三维重构方法研究

水力压裂后裂隙的几何学特征决定了裂隙岩体强度、变形行为及渗流特性。为进一步定量分析剪应力–注水压力耦合作用下砂岩裂隙面表面粗糙度、隙宽、产状和分形特征等,提出一种基于计算几何算法库(computational geometry algorithms library,CGAL)的裂隙面三维重构方法。结合水力压裂试验后含裂隙试件CT扫描图像的灰度分布特征,优化了其预处理方法以保证三维重构的准确性,采用Delaunay细化方法重构了试验后含裂隙试件,并用随机抽样一致算法检测试件表面,实现了自动校正倾斜、统一空间位置,最终通过裁切可单独提取裂隙面,并通过裂缝沟通体积、裂缝沟通面积和分形维数对其进行了量化表征。结果表明,基于CGAL三维重构后的裂隙模型可再现砂岩试样在剪应力–注水压力耦合作用下内部裂隙的发育特征,为岩石裂隙面几何特征的量化表征及裂隙面渗流特性数值模拟研究提供了基础。