CN113591260A - 电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备，其中，在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，对替换后的三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型；有效避免剖分前对空气包进行布尔运算，能够直接进行网格生成，从而提高了仿真效率。

Description

电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及电机数值仿真技术领域，尤其是涉及一种电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备。

背景技术

电机产品是一种机电一体化产品，其核心设计是电磁性能。电机一般由铁芯、绕组、转子等零部件构成。在发电机中，通过励磁转子的转动，在铁芯中产生旋转磁场切割绕组，在绕组中产生电动势；在电动机中，将绕组中通入电流产生磁场，驱动转子进行旋转，对外提供动力。可见电机产品的设计基础是电磁场的计算。以往电磁场计算一般采用路的方法，即将电机磁路等效成固定的参数，通过计算公式求解电磁场问题。但随着永磁电机、磁阻电机等新结构电机的兴起，电机转子结构的千变万化，这使得等效磁路法难以适应电机的设计要求，所以一般采用有限元仿真的方法对电机内的电磁场进行计算。

电机电磁场仿真计算中的零部件网格必须通过过度网格连接起来，过度网格的材质为真空磁导率，为了描述方便，一般称为空气包，电机零部件通过空气包相连，当电机零部件运动后，不能仅靠已有网格的移动来实现，还需要对空气包进行布尔运算以重新建模和剖分，增加了仿真时长，进而降低了仿真效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备，有效避免剖分前对空气包进行布尔运算，能够直接进行网格生成，从而提高了仿真效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机电磁场网格模型生成的方法，其中，该方法包括：在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，空气包模型中包括零部件模型；基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，基础网格节点不位于空气包模型以外和零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型的步骤，包括：对空气包模型上的边界端点和多个第一边界节点进行切除操作，生成第一初始三角形网格模型。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的二种可能的实施方式，其中，对空气包模型上的边界端点和多个第一边界节点进行切除操作的步骤，包括：将空气包模型上的边界端点和多个第一边界节点分别作为第一目标顶点，每个第一目标顶点均执行以下操作：获取第一目标顶点所在三角形网格的顶点角度；判断顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第一目标顶点；如果是，将第一目标顶点进行切除。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的三种可能的实施方式，其中，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型的步骤，包括：对零部件模型上的边界端点和多个第二边界节点进行切除操作，生成第二初始三角形网格模型。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的四种可能的实施方式，其中，对零部件模型上的边界端点和多个第二边界节点进行切除操作的步骤，包括：将零部件模型上的边界端点和多个第二边界节点分别作为第二目标顶点，每个第二目标顶点均执行以下操作：获取第二目标顶点所在三角形网格的顶点角度；判断顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第二目标顶点；如果是，将第二目标顶点进行切除。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的五种可能的实施方式，其中，基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到加密三角形网格模型的步骤，包括:将第二边界节点和基础网格节点分别作为插入节点，针对每个插入节点均执行以下操作：将插入节点插入至第一初始三角形网格模型中；在第一初始三角形网格模型中查找插入节点所在的插入网格三角形；获取插入网格三角形的边；判断边是否不是第一初始三角形网格模型的边界边，且，与边相邻的相邻网格三角形的外接圆是否包括插入节点；如果是，删除边，并以插入节点、相邻网格三角形对应的顶点和边的两个顶点构建第一网格三角形和第二网格三角形；如果监测第一网格三角形符合Delaunay三角或为第一初始三角形网格模型的边界时，将第一网格三角形替换插入网格三角形，并将第二网格三角形压入预设栈内；如果监测第一网格三角形不符合Delaunay三角或不为第一初始三角形网格模型的边界时，将预设栈内的第二网格三角形弹出，替换插入网格三角形。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的六种可能的实施方式，其中，将不在加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型的步骤，包括：查找不在加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线，以及边界线所在的三角形网格；查找与边界线相交的线段所在网格三角形的所有顶点，并将相邻的两个顶点进行连接，构成一个网格多边形；对网格多边形进行剖分得到剖分网格；其中，剖分网格中包括边界线；应用剖分网格替换三角形网格，得到替换三角形网格模型。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的七种可能的实施方式，其中，对替换三角形网格模型进行重心优化的步骤，包括：获取替换三角形网格模型中的内部节点集；其中，内部节点集为不包括零部件模型边界节点的多个内部节点；将每个内部节点作为目标节点，针对每个目标节点均执行以下操作：查找以目标节点为端点的多个目标网格三角形；确定多个目标网格三角形的重心的形心位置；将目标节点移动至形心位置。

第二方面，本发明实施例还提供一种电机电磁场网格模型生成的装置，其中，该装置包括：创建模块，用于在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，空气包模型中包括零部件模型；生成模块，用于基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；加密剖分模块，用于基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，基础网格节点不位于空气包模型以外和零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；替换模块，用于将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；重心优化模块，用于对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，其中，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述的方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本申请实施例提供一种电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备，其中，在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。本申请在生成电机电磁场网格模型的过程中，有效避免剖分前对空气包进行布尔运算，能够直接进行网格生成，从而提高了仿真效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电机电磁场网格模型生成的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电机电磁场模型的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种边界节点的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种初始三角形网格模型的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基础网格节点的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种空气包加密三角形网格模型的示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种空气包加密三角形网格模型的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种电机电磁场网格模型生成的方法的流程图；

图9为本发明实施例提供的一种网格三角形的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种网格多边形的局部放大图；

图11为本发明实施例提供的一种剖分网格的局部放大图；

图12为本发明实施例提供的一种电机电磁场网格模型的示意图；

图13为本发明实施例提供的另一种电机电磁场模型的示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种边界节点的示意图；

图15为本发明实施例提供的另一种初始三角形网格模型的示意图；

图16为本发明实施例提供的另一种电机电磁场网格模型的示意图；

图17为本发明实施例提供的一种电机电磁场网格模型生成的装置的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有电机零部件运动后，不能仅靠已有网格的移动来实现，还需要对空气包进行布尔运算以重新建模和剖分，增加了仿真时长，进而降低了仿真效率；基于此，本发明实施例提供的一种电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备，有效避免剖分前对空气包进行布尔运算，能够直接进行网格生成，从而提高了仿真效率。

本实施例提供了一种电机电磁场网格模型生成的方法，参见图1所示的一种电机电磁场网格模型生成的方法的流程图，该方法具体包括如下步骤：

步骤S102，在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，空气包模型中包括零部件模型；

在创建模型过程中，零部件模型不能重叠，如有重叠，则重叠部分应通过布尔运算进行减除，空气包模型可以有重叠，但只能互相包含，而不能有交叉的现象。并且，上述创建的空气包模型可以有多个，每个空气包模型可包含不同的零部件模型，如包含旋转零部件模型的空气包模型、包含特定电机零部件的空气包模型，但应有一个全局的空气包模型，其包含所有电机零部件和所有局部的空气包模型，其中，局部的空气包模型是指上述所说的包含旋转零部件模型的空气包模型、包含特定电机零部件的空气包模型。

为了便于理解，图2示出了一种电机电磁场模型的示意图，如图2所示，创建了一个矩形的空气包模型，该空气包模型的四个顶点坐标分别为(-1，-1)，(3，-1)，(3，2)，(-1，2)，创建了一个三角形的零部件模型，该零部件模型的三个顶点坐标分别为(-0.5，-0.5)，(2，1)，(0.5，1.5)。

步骤S104，基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；

上述第一边界节点和第二边界节点为剖分节点，是作为剖分成的初始三角形网格模型的顶点，通常，任意两边界节点之间的剖分边长设置为边的最小节点距离，但此长度应不大于模型区域面网格的边长；其中，最小节点距离可以根据实际需要进行设置，在此不进行赘述。

通常，第一边界节点和第二边界节点的节点包括边界端点和网格模型边的边界节点，为了便于理解，图3示出了一种边界节点的示意图，a图中继续以图2的空气包模型为例进行说明，设置空气包模型的剖分边长为1，可得到14个第一边界节点，a图中以黑点进行表示第一边界节点，b图中继续以图2的零部件模型为例进行说明，设置零部件模型的剖分边长为1，可得到8个第二边界节点，b图中以黑点进行表示第二边界节点。

在本实施例中，对空气包模型上的边界端点和多个第一边界节点进行切除操作，生成第一初始三角形网格模型。具体切除操作的过程可由步骤A1至步骤A4实现：

步骤A1，将空气包模型上的边界端点和多个第一边界节点分别作为第一目标顶点，每个第一目标顶点均执行步骤A2-步骤A4的操作：

步骤A2，获取第一目标顶点所在三角形网格的顶点角度；

步骤A3，判断顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第一目标顶点；

在本实施例中，上述预设顶点角度值设定为180度，并且，在判断为是时，执行步骤A4，在判断为否时，则执行步骤A2，获取下一个第一目标顶点所在三角形网格的顶点角度，继续进行步骤A3的判断过程。

步骤A4，将第一目标顶点进行切除。

可以按照多个第一目标顶点的顺序依次循环步骤A2-步骤A4的操作，直至最终剩下一个三角形，这样就生成了第一初始三角形网格模型。

为了便于理解，在图3的a图的基础上，图4示出了一种初始三角形网格模型的示意图，如图4所示，对空气包模型上设置的14个第一边界节点经过11次的切除操作，得到12个第一初始三角形网格模型。

通常，上述步骤A1至步骤A4的切除操作适合不是凸多边形的模型，以及中间带孔的模型，而对于是凸多边形的模型来说，则以任意一个边界节点为基点，连接基点和其他多边形的边界节点，即可得到初始三角形网格。

同样地，对零部件模型上的边界端点和多个第二边界节点进行切除操作，生成第二初始三角形网格模型。具体切除操作过程如下：将零部件模型上的边界端点和多个第二边界节点分别作为第二目标顶点，每个第二目标顶点均执行以下操作：获取第二目标顶点所在三角形网格的顶点角度；判断顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第二目标顶点；如果是，将第二目标顶点进行切除。

零部件模型的切除操作的过程同上述空气包模型的切除操作的过程，所以，在此不进行一一赘述。

步骤S106，基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，基础网格节点不位于空气包模型以外和零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；

首先，构造能够覆盖空气包模型所有区域的网格节点，在本实施例中，以构造的多个正三形的顶点作为构造的网格节点，构造的网格节点，需满足任意节点都与相邻节点的距离均相同，即正三形上任意两个网格节点的距离相同，且相邻的网格节点的距离为正三形的边长；其次，将构造的多个网格节点中落入空气包模型以外和零部件模型内部的网格节点去掉，并且，为防止网格节点与空气包模型的边界线或零部件模型的边界线之间距离过近，可删除与空气包模型的边界线或零部件模型的边界线距离过近的网格节点，最后，得到基础网格节点。

为了便于理解，图5示出了一种基础网格节点的示意图，如图5所示，构建了多个以边长为1的正三角形，将多个正三形的顶点作为基础网格节点，由图5可以看出，除去在三角形的零部件模型内和矩形的空气包模型外的点，最终符合要求的基础网格节点有8个(图5中示出的黑点)。

将图3中b图得到的8个第二边界节点和8个基础网格节点作为插入到第一初始三角形网格模型中的插入节点，将这16个插入节点依次插入到第一初始三角形网格中，通过二叉树前序遍历原理，对第一初始三角形进行符合Delaunay(三角剖分算法)三角的加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型，即图6所示出的一种空气包加密三角形网格模型的示意图；具体加密剖分的过程在下述实施例中进行详述。

步骤S108，将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；

如果存在第二初始三角形网格模型的边界线不是空气包加密三角形网格模型的边，则代表此零部件模型剖分和空气包模型剖分出现交叉，剖分网格与实际模型不符，因此，需要将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，以使得剖分网格与实际模型相符合。

在图6的基础上，图7示出了另一种空气包加密三角形网格模型的示意图，通过图7可以看出，虚线L1和虚线L2为第二初始三角形网格模型的两条边界线，这两条虚线不在空气包加密三角形网格模型的网格线上，所以，将这个两条虚线分别所在的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型。

步骤S110，对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

具体重心优化的过程可通过步骤B1至步骤B4实现：

步骤B1，获取替换三角形网格模型中的内部节点集；其中，内部节点集为不包括零部件模型边界节点的多个内部节点；

步骤B2，将每个内部节点作为目标节点，针对每个目标节点均执行步骤B3-步骤B4的操作：

步骤B3，查找以目标节点为端点的多个目标网格三角形；

在本实施例中，替换三角形网格模型内的一个目标节点，必然是多个三角形共享的点，为了便于理解，以图7中示出的点a为例进行说明，该a点即为替换三角形网格模型中的一个内部节点，以该a点为端点所共享的目标网格三角形共有5个，即图7中标出的目标网格三角形1、目标网格三角形2、目标网格三角形4、目标网格三角形4和目标网格三角形5。

步骤B4，确定多个目标网格三角形的重心的形心位置；将目标节点移动至形心位置。

续接前例，分别计算上述5个目标网格三角形的重心，之后，基于5个重心计算出5个目标网格三角形的形心位置，将a点移动至计算好的形心位置，对于其他内部节点依次移动，循环进行步骤B1至步骤B4的过程，直至最大移动距离不大于网格边长的1/10，最大移动距离也可根据对网格质量的需求进行设置，在此不进行限定。

本申请实施例提供一种电机电磁场网格模型生成的方法，其中，在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。本申请在生成电机电磁场网格模型的过程中，有效避免剖分前对空气包进行布尔运算，能够直接进行网格生成，从而提高了仿真效率。

本实施例提供了另一种电机电磁场网格模型生成的方法，该方法在上述实施例的基础上实现；本实施例重点描述对第一初始三角形网格模型进行加密剖分的具体实施方式。如图8所示的另一种电机电磁场网格模型生成的方法的流程图，本实施例中的电磁场网格模型生成的方法包括如下步骤：

步骤S802，在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，空气包模型中包括零部件模型；

步骤S804，基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；

步骤S806，将第二边界节点和基础网格节点分别作为插入节点，针对每个插入节点均执行步骤S808-步骤S820的操作：

步骤S808，将插入节点插入至第一初始三角形网格模型中；

其中，插入第一初始三角形网格模型中的插入节点的顺序不做规定。

步骤S810，在第一初始三角形网格模型中查找插入节点所在的插入网格三角形；

步骤S812，获取插入网格三角形的边；

该边为插入网格三角形中任意一个边，在本实施例中，以插入网格三角形中的任意一个边作为研究对象。

步骤S814，判断边是否不是第一初始三角形网格模型的边界边，且，与边相邻的相邻网格三角形的外接圆是否包括插入节点；

步骤S816，如果是，删除边，并以插入节点、相邻网格三角形对应的顶点和边的两个顶点构建第一网格三角形和第二网格三角形；

为了便于理解，图9示出了一种网格三角形的示意图，图9中点b为插入节点，三角形bcd为插入节点b所在的插入网格三角形，以cd的虚线边作为研究对象，如果判断出cd边是第一初始三角形网格模型的边界边，则删除cd边，与cd边相邻的相邻网格三角形为cde，由于cd边删除了，所以，以插入节点b、相邻网格三角形对应的顶点e和边的两个顶点c和d构建的第一网格三角形为bce、构建的第二网格三角形为bde。

步骤S818，如果监测第一网格三角形符合Delaunay三角或为第一初始三角形网格模型的边界时，将第一网格三角形替换插入网格三角形，并将第二网格三角形压入预设栈内；

续接前例，如果第一网格三角形bce符合上述要求，则利用第一网格三角形bce替换插入网格三角形bcd，并将第二网格三角形bde存入预设栈内。

步骤S820，如果监测第一网格三角形不符合Delaunay三角或不为第一初始三角形网格模型的边界时，将预设栈内的第二网格三角形弹出，替换插入网格三角形；

如果第一网格三角形bce不符合上述要求，则将存入预设栈内的第二网格三角形bde弹出，并替换插入网格三角形bcd。

步骤S822，将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；

具体替换过程可通过步骤C1至步骤C3实现：

步骤C1，查找不在加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线，以及边界线所在的三角形网格；

步骤C2，查找与边界线相交的线段所在网格三角形的所有顶点，并将相邻的两个顶点进行连接，构成一个网格多边形；

继续以图7中示出的虚线L1和虚线L2为不在加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的两条边界线为例进行说明，由于处理方式相同，这里以右侧虚线段L1处为例，找到与虚线段L1相交的线段所在网格三角形的所有顶点，并将所有顶点构成一个新的网格多边形ABCD，为了便于理解，图10示出了一种网格多边形的局部放大图，图10中示出了由与边界线L1相交的线段所在网格三角形的所有顶点(A、B、C、D)构成的网格多边形。

步骤C3，对网格多边形进行剖分得到剖分网格；其中，剖分网格中包括边界线；

在图10的基础上，图11示出了一种剖分网格的局部放大图，对网格多边形ABCD进行剖分，确保由端点B和D构成的边界线在剖分网格中，由图11可知，剖分网格包括ABD和CBD两个网格三角形。

步骤C4，应用剖分网格替换三角形网格，得到替换三角形网格模型。

步骤S824，对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

在本实施例，经步骤S802至步骤S824对图2示出的模型进行处理后，最终生成的电机电磁场网格模型如图12所示，模型总节点数为37，总边界节点数为22，总三角形数为58。

为进一步说明本实施例电机电磁场网格模型生成的过程，以一台复杂的磁阻电机为例，其中，该电机的电机定子外径为120mm，定子内径为75mm，轴径为30mm，定子槽数为24，转子极数为4，定子绕组为单层。

创建的空气包模型、定子铁芯模型、定子绕组模型、转子模型模型，分别对应图13中标出的1，2，3，4；设置空气包模型和各电机模型的边界长度和剖分尺寸，得到如图14所示的模型的边界节点；基于边界节点对模型进行初始剖分，生成图15所示的初始剖分三角形网格；最后，插入加密点(该加密点是指上述的插入节点)，对不符合要求的三角形网格进行替换，并根据重力法优化，得到最终电机电磁场网格模型如图16所示，模型节点总数为3131个，边界的节点总数为1217个，总三角形数为6148个。

通过上述电机电磁场网格模型生成的方法就实现了在不对空气包模型进行布尔运算的情况下，就实现了空气包网格模型的剖分，与现有技术相比，本申请方法具有以下优点：

1.空气包区域不用进行布尔运算就能生成网格，模型结构简单，不易出现错误，特别适用于电机零部件较多的情况；

2.如电机零部件运动后，无需重新进行布尔运算就能够直接生成新的空气包网格，提高了计算效率；

3.算法适合于程序编写，省去了空气包区域中零部件覆盖部分的剖分，减少了数据量，便于调试。

对应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种电机电磁场网格模型生成的装置，图17示出了一种电机电磁场网格模型生成的装置的结构示意图，如图17所示，该装置包括：

创建模块1702，用于在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，空气包模型中包括零部件模型；

生成模块1704，用于基于空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；

加密剖分模块1706，用于基于第二边界节点和预先构建的基础网格节点对第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，基础网格节点不位于空气包模型以外和零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；

替换模块1708，用于将不在空气包加密三角形网格模型网格线上的第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；

重心优化模块1710，用于对替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

本发明实施例提供的电机电磁场网格模型生成的装置，与上述实施例提供的电机电磁场网格模型生成的方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图18所示，为该电子设备的结构示意图，其中，该电子设备包括处理器121和存储器120，该存储器120存储有能够被该处理器121执行的计算机可执行指令，该处理器121执行该计算机可执行指令以实现上述电机电磁场网格模型生成的方法。

在图18示出的实施方式中，该电子设备还包括总线122和通信接口123，其中，处理器121、通信接口123和存储器120通过总线122连接。

其中，存储器120可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口123(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线122可以是ISA(IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线122可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图18中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器121可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器121中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器121可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器121读取存储器中的信息，结合其硬件完成前述实施例的电机电磁场网格模型生成的方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，该计算机可执行指令促使处理器实现上述电机电磁场网格模型生成的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例所提供的电机电磁场网格模型生成的方法、装置及电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机电磁场网格模型生成的方法，其特征在于，所述方法包括：

在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，所述空气包模型中包括所述零部件模型；

基于所述空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于所述零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；

基于所述第二边界节点和预先构建的基础网格节点对所述第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，所述基础网格节点不位于所述空气包模型以外和所述零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；

将不在所述加密三角形网格模型网格线上的所述第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；

对所述替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型的步骤，包括：

对所述空气包模型上的边界端点和多个所述第一边界节点进行切除操作，生成第一初始三角形网格模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述空气包模型上的边界端点和多个所述第一边界节点进行切除操作的步骤，包括：

将所述空气包模型上的边界端点和多个所述第一边界节点分别作为第一目标顶点，每个所述第一目标顶点均执行以下操作：

获取所述第一目标顶点所在三角形网格的顶点角度；

判断所述顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第一目标顶点；

如果是，将所述第一目标顶点进行切除。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型的步骤，包括：

对所述零部件模型上的边界端点和多个所述第二边界节点进行切除操作，生成第二初始三角形网格模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述零部件模型上的边界端点和多个所述第二边界节点进行切除操作的步骤，包括：

将所述零部件模型上的边界端点和多个所述第二边界节点分别作为第二目标顶点，每个所述第二目标顶点均执行以下操作：

获取所述第二目标顶点所在三角形网格的顶点角度；

判断所述顶点角度是否小于预设顶点角度值，且此三角形网格中不包含其他未被切除的第二目标顶点；

如果是，将所述第二目标顶点进行切除。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二边界节点和预先构建的基础网格节点对所述第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到加密三角形网格模型的步骤，包括:

将所述第二边界节点和所述基础网格节点分别作为插入节点，针对每个所述插入节点均执行以下操作：

将所述插入节点插入至所述第一初始三角形网格模型中；

在所述第一初始三角形网格模型中查找所述插入节点所在的插入网格三角形；

获取所述插入网格三角形的边；

判断所述边是否不是所述第一初始三角形网格模型的边界边，且，与所述边相邻的相邻网格三角形的外接圆是否包括所述插入节点；

如果是，删除所述边，并以所述插入节点、所述相邻网格三角形对应的顶点和所述边的两个顶点构建第一网格三角形和第二网格三角形；

如果监测所述第一网格三角形符合Delaunay三角或为所述第一初始三角形网格模型的边界时，将所述第一网格三角形替换所述插入网格三角形，并将所述第二网格三角形压入预设栈内；

如果监测所述第一网格三角形不符合Delaunay三角或不为所述第一初始三角形网格模型的边界时，将所述预设栈内的第二网格三角形弹出，替换所述插入网格三角形。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将不在所述加密三角形网格模型网格线上的所述第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型的步骤，包括：

查找不在所述加密三角形网格模型网格线上的所述第二初始三角形网格模型的边界线，以及所述边界线所在的三角形网格；

查找与所述边界线相交的线段所在网格三角形的所有顶点，并将相邻的两个所述顶点进行连接，构成一个网格多边形；

对所述网格多边形进行剖分得到剖分网格；其中，所述剖分网格中包括所述边界线；

应用所述剖分网格替换所述三角形网格，得到替换三角形网格模型。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述替换三角形网格模型进行重心优化的步骤，包括：

获取所述替换三角形网格模型中的内部节点集；其中，所述内部节点集为不包括所述零部件模型边界节点的多个内部节点；

将每个所述内部节点作为目标节点，针对每个所述目标节点均执行以下操作：

查找以所述目标节点为端点的多个目标网格三角形；

确定多个所述目标网格三角形的重心的形心位置；

将所述目标节点移动至所述形心位置。

9.一种电机电磁场网格模型生成的装置，其特征在于，所述装置包括：

创建模块，用于在电机电磁场模型中创建空气包模型和零部件模型；其中，所述空气包模型中包括所述零部件模型；

生成模块，用于基于所述空气包模型上设置的多个第一边界节点生成第一初始三角形网格模型，以及，基于所述零部件模型上设置的多个第二边界节点生成第二初始三角形网格模型；

加密剖分模块，用于基于所述第二边界节点和预先构建的基础网格节点对所述第一初始三角形网格模型进行加密剖分，得到空气包加密三角形网格模型；其中，所述基础网格节点不位于所述空气包模型以外和所述零部件模型内部的多个网格节点，且，任意两个相邻的网格节点的距离相同；

替换模块，用于将不在所述加密三角形网格模型网格线上的所述第二初始三角形网格模型的边界线对应的三角形网格进行替换，得到替换三角形网格模型；

重心优化模块，用于对所述替换三角形网格模型进行重心优化，生成电机电磁场网格模型。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至8任一项所述方法。

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