CN115798641A - 复合材料三维微观构型的构建、处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

复合材料三维微观构型的构建、处理方法及系统。本发明构建方法包括以下步骤：确定颗粒的几何参数；碳管几何参数；代表单元尺寸；确定颗粒的分布参数；根据碳管和颗粒的几何参数与分布参数构碳管颗粒组合单元；将所述单元导入装配体，形成不同颗粒分布模型。上述构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，在有限元软件中实现了对复合材料的复杂微观结构的描述以及高效、自动化批量建模；以颗粒的几何参数和其分布参数为重要变量，快速构建复合材料不同的三维微观构型及网格，极大的提高了复合材料数值计算的建模效率。

Description

复合材料三维微观构型的构建、处理方法及系统

技术领域：

本发明涉及本发明涉及复合材料的有限元建模技术领域，一种碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的构建、处理方法及系统。

背景技术：

碳管和颗粒混杂增强复合材料是将高强度的第二增强相添加到金属基体中制成的复合材料，具有强度高、弹性模量高、耐磨性好、电导率和导热性好等优点。广泛应用于航空航天、电子、汽车、建筑等行业。同时具有宏观各向同性、易二次加工、制造工艺简单、成本低等优点。特别是铝基复合材料已进入商业化生产阶段，具有很大的应用潜力。

为了制备具有高强度和良好塑性、韧性和可加工性的复合材料，近几十年来在基体和增强体的选择、制备工艺和界面控制等方面取得了大量的研究成果。一般认为可以通过选择韧性较好的基体、改善增强体与基体的润湿性、控制界面反应形成更强的结合界面、利用更小的颗粒、促进颗粒均匀分布来提高复合材料的韧性。近年来，随着对复合材料强化增韧机理认识的加深，通过微观构型设计提高复合材料强度和韧性的巨大潜力逐渐被人们所认识和开发。先进复合材料的微观结构设计呈现出从单一增强体向多增强体混杂复合的发展趋势，从无序态分布(均匀分布)向有序态分布和二次复合态分布(集聚分布、层状分布、网络分布和双尺寸分布)。

单纯采用实验方法研究复合材料微观非均质构型的变化对复合材料宏观强韧性的影响规律是非常困难和昂贵的，因此，迫切需要合理的研究方法揭示复杂的异质微观构型变化对复合材料宏观强韧性的影响规律，从而指导先进的复合材料微观构型设计。采用算法重构的模型大多只考虑粒子的随机分布，用于复合微观代表单元的建模。但基于实际微观结构的模型对实验设备和工艺要求高，工艺复杂，时间长。对于典型的复合材料非均质微观结构，如集料分布、层状分布、网状分布和双尺寸分布，尚无有效的数值模拟方法。

目前有限元软件系统中，经常会出现网格数目过多，导致模型数据量过大，系统出现奔溃。许多大型模型会让做模型的技术人员手动线下使用一些商业软件进行网格简化处理，但是全局的网格简化处理有时会破坏模型原有的形状，因此自动化的网格局部处理功能急需嵌入到有限元软件系统。

发明内容：

本发明的目的是针对碳管和颗粒混杂增强复合材料不同微观构型缺乏快速、高效数值建模问题，提供一种复合材料三维微观构型的构建、处理方法及系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，包括以下步骤：

（1）确定代表性单元、碳管和颗粒的几何参数，其中，所述代表性单元几何参数包括边长；所述碳管和颗粒几何参数包括碳管外径、碳管长度、碳管体积分数、颗粒等效直径、颗粒个数与体积分数；

（2）计算代表单元尺寸；

（3）确定颗粒的分布参数，其中，所述颗粒分布参数包括颗粒分布类型、非均匀分布的非均匀度、球形团聚分布的球形区域半径、网状分布的网眼个数、层状分布的每层的高度和每层的间隔高度与双尺寸分布的大颗粒个数及大颗粒等效直径；

（4）判断参数是否能够生成；

（5）根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形；

（6）将所述泰森多边形导入有限元软件，根据点、线、面、体关系构建颗粒，并进行离散、缩放，形成不同颗粒分布模型。

进一步地，所述步骤（3）中确定颗粒的分布参数的步骤包括以下步骤：

判断分布类型是否为随机分布，若否，则确定非均匀分布的非均匀度。

进一步地，在所述确定非均匀分布的非均匀度的步骤之后还包括以下步骤：

判断分布类型是否为网状分布或者双尺寸分布，若否，则确定分布类型为球形团聚、方形团聚或层状分布。

进一步地，在所述确定非均匀分布的非均匀度的步骤之后还包括以下步骤：

判断分布类型是否为网状分布或者双尺寸分布，若是，则确定网状分布的网眼个数与双尺寸分布的大颗粒个数及大颗粒等效直径。

进一步地，所述步骤（5）中根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形的步骤包括以下步骤：

将颗粒向正方体RVE六个面法相方向各复制一遍，使其符合周期性结构。

进一步地，所述步骤（2）中计算代表单元尺寸的步骤包括以下步骤：

根据颗粒几何参数及分布参数，编写Abaqus软件命令行，构建泰森多边形：

颗粒分布：在形心位置为(0，0，0)，边长为L_RVE的立方区域内，构建胞元个数为ns的多面体结构；

碳管分布：以颗粒内部为起点，构建碳管个数为ns。

进一步地，所述根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形的步骤包括以下步骤：所述将所述泰森多边形导入有限元软件，根据点、线、面、体关系构建颗粒，并进行离散、缩放形成不同颗粒分布模型的步骤包括以下步骤：

利用Python语言，编写有限元软件接口插件程序，将利用Abaqus软件构建的多面体结构导入进入有限元软件，根据点、线、面、体关系，构建单个胞元，并将胞元按比例缩放形成具有不同分布的复合材料三维微观构型。

一种上述的方法得到的三维微观构型的网格处理方法，所述网格划分基于三维模型包括以下步骤：自动识别三维模型网格密集区域的流程、自动局部网格简化的流程；

所述的自动识别三维模型网格密集区域的流程，包括以下步骤：

步骤（a），获得三维模型中的网格数据；

步骤（b），获得网格数据当中每个面的法向量，所述的法向量指向三维模型的外部；

步骤（c），对整个三维模型中的面片完成遍历后，将全部的网格面片归类为多个集合；所述的相似面片遍历步骤的步骤包括：分别计算选择的面片与周围相邻的面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片归入面片集合，并且再次计算新归入面片集合的面片与周围相邻面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片再归入面片集合，直至未遍历到内积大于阈值的面片。

进一步地，步骤（a）和步骤（b）重复进行直到将步骤（c）中得到的集合全部处理完毕；步骤（c）中的网格重构化处理中需要对重构网格的期望边长进行设定。

一种上述三维微观构型的网格处理方法使用的网格处理系统，包括自动识别三维模型网格密集区域的模块、自动局部网格简化的模块；

其中，所述的自动识别三维模型网格密集区域的模块包括：

网格数据获取模块，用于获得三维模型中的网格数据；

方向获取模块，用于获得网格数据当中每个面的法向量，所述的法向量指向三维模型的外部；

相似面片遍历模块，用于分别计算选择的面片与周围相邻的面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片归入面片集合，并且再次计算新归入面片集合的面片与周围相邻面2片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片再归入面片集合，直至未遍历到内积大于阈值的面片；

网格归类模块，用于选择一个网格面片，通过相似面片遍历模块对网格面片进行遍历，得到的结果归为第一集合；并且再选择一个三维模型中不属于第一集合中的面片，再次执行相似面片遍历步骤，遍历得到的结果归为第二集合；并对整个三维模型中的面片完成遍历后，将全部的网格面片归类为多个集合；

所述的自动局部网格简化的模块，包括：

球体确定模块，用于对网格归类模块中得到的一个集合，作为待处理集合，获得待处理集合当中网格面片的中心点，获得中心点到待处理集合中网格面片构成的区域的边界点的平均距离，以中心点和平均距离构建出一个球体；

重构网格模块，用于筛选出待处理集合中位于球体内部的网格面片，并对筛选出的网格面片进行网格重构化处理。

本发明的有益效果：

本发明利用颗粒的每个胞元都具有外凸多边形的特点，将颗粒离散之后的单个胞元来代表具有复杂形貌的离散颗粒，通过编写有限元软件插件，在有限元软件中实现了对复合材料的复杂微观结构的描述以及高效、自动化批量建模；以颗粒的几何参数和其分布参数为重要变量，快速构建复合材料不同的三维微观构型，极大的提高了复合材料数值计算的建模效率。

附图说明：

附图1是本发明构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法流程图。

附图2为代表性单元半径60，颗粒等效直径13，个数5，体积分数1％，碳管颗粒随机分布的复合材料三维微观构型；

附图3为代表性单元半径60，颗粒等效直径8-10，个数38，整体体积分数2.05％；碳管长度6，直径0.4，碳管和颗粒体积分数比0.05；层数2，层厚8，层间距18，层状分布的复合材料三维微观构型。

附图4为代表性单元半径60，碳管长度6，直径0.4，体积分数；颗粒等效直径8-10，个数40，体积分数4.13％；碳管长度6，直径0.4，碳管和颗粒体积分数比0.05；层数2，层厚15，层间距20，层状分布的复合材料三维微观构型。

附图5为代表性单元半径60，颗粒等效直径8-10，个数38，整体体积分数2.02％；碳管长度6，直径0.4，碳管和颗粒体积分数比0.05；团聚半径20，颗粒立方团聚分布的复合材料三维微观构型。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

实施例1：

本发明提供了一种构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，如附图1所示，包括以下步骤：

步骤110，确定代表单元的边长LRVE、碳管和颗粒的几何参数。其中，颗粒几何参数包括颗粒等效直径ds、颗粒个数ns与体积分数fv。碳管的几何参数包括碳管外径dt、碳管长度lt、碳管和颗粒体积分数比ft。

步骤S120，确定颗粒的分布参数。其中，颗粒分布参数包括颗粒分布类型、非均匀分布的非均匀度γinh与层状分布的层数h、层厚hl及层间距dl。分布类型包括均匀分布、球形团聚分布和层状分布。γinh = fl/fv，式中，γinh为非均匀分布的非均匀度，fl为颗粒富集区域体积分数，fv为颗粒体积分数。

步骤S130，根据颗粒的几何参数与分布参数构建颗粒。

上述构建颗粒增强复合材料三维微观构型的方法，利用颗粒的每个胞元都具有外凸多边形的特点，将颗粒离散之后的单个胞元来代表具有复杂形貌的离散颗粒，通过编写有限元软件插件，在有限元软件中实现了对复合材料的复杂微观结构的描述以及高效、自动化批量建模；以颗粒的几何参数和其分布参数为重要变量，快速构建复合材料不同的三维微观构型，极大的提高了复合材料数值计算的建模效率。

为了解决目前复合材料数值分析中的微观构型建模不能覆盖颗粒的团聚分布和层状分布等非均匀分布问题。利用Abaqus(有限元建模工具)软件构建具有多尺寸分布的颗粒，同时使用离散之后的单个胞元代表具有复杂形貌的颗粒，通过Python语言(计算机编程语言)对有限元软件进行二次开发，调用有限元软件内部的几何建模和布尔运算函数编写接口插件程序，在有限元软件中实现了对复合材料的复杂微观结构的描述以及高效、自动化批量建模；以增强相的(尺寸、体积分数)几何参数和其空间分布状态(均匀分布、球形团聚分布、方形团聚分布、层状分布)参数，以及颗粒分布非均匀度(颗粒富集区域体积分数/颗粒体积分数)为重要变量，快速构建复合材料不同的三维微观构型，同时在在颗粒和基体之间实现了零厚度界面单元的添加，极大的提高了复合材料数值计算的建模效率。

步骤S130，根据颗粒的几何参数与分布参数构建颗粒的步骤包括以下步骤：

根据颗粒几何参数及分布参数，编写Abaqus软件命令行，构建碳管和颗粒：

在形心位置为(0,0,0)，构建个数为ns的颗粒。

计算碳管个数

。（符号含义见步骤110）

在形心位置为(0,0,0)，构建个数为nt的碳管。

在本实施例中，步骤S140，将碳管和颗粒导入有限元软件，将碳管随机角度旋转，并进行离散、平移形成不同碳管-颗粒模型。

具体为：

在有限元软件中，建立边长为LRVE的立方体三维基体部件Part-base。导入与步骤S130中随机分布相对应的颗粒，根据点、线、面、体关系，依次构建第1到第ns个胞元部件Part-c-1～Part-c-ns。将每个胞元部件按颗粒体积分数fv进行缩放，形成颗粒部件Part-s-1～Part-s-ns。将颗粒部件Part-s-1～Part-s-ns放入有限元软件的装配模块中，并且采取平移处理。将基体部件Part-base放入有限元软件的装配模块中，然后和颗粒部件Part-s-1～Part-s-ns在装配模块中合并且保留边界，形成颗粒随机分布的复合材料三维有限元数值模型。

以下分别对构建随机分布、球形团聚分布与层状分布的复合材料三维微观构型的方法进行说明。

实施例2：

根据实施例1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，对构建随机分布的复合材料三维微观构型的方法进行说明：

对想要建立的构型进行基本参数化描述，确定代表单元的边长LRVE=60，颗粒等效直径ds＝8-10，颗粒个数ns＝22，颗粒体积分数fv＝0.0415，碳管长度lt=6，碳管直径dt=0.4，碳管与颗粒体积分数比0.05。

判断分布类型为随机分布。

随机分布：构建Python代码，“for n in range(rangeStart,rangeStop,2): form in range(rangeStart, rangeStop, uniStep): for v in range(rangeStart,rangeStop, uniStep):uniDict['%d' % uniNumber] = (n,m,v) uniNumber = uniNumber+1”，在形心位置为(0,0,0)，边长为LRVE的立方区域内，构建个数为22的颗粒。

利用Python语言，将颗粒形成具有不同分布的复合材料三维微观构型，具体为：

随机分布：在有限元软件中，建立边长为60.0的立方形三维基体部件Part-base。导入构建的颗粒，根据点、线、面、体关系，依次构建第1到第22个胞元部件Part-c-1～Part-c-22。将每个胞元部件按整体体积分数fv＝0.0415进行缩放，形成颗粒部件Part-s-1～Part-s-180。将颗粒部件Part-s-1～Part-s-180放入有限元软件的装配模块中，并且采取平移处理。将基体部件Part-base放入有限元软件的装配模块中，然后和颗粒部件Part-s-1～Part-s-22在装配模块中合并且保留边界，形成颗粒随机分布的复合材料三维有限元数值模型。

实施例2：

根据实施例1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，对构建层状分布的复合材料三维微观构型的方法进行说明：

对想要建立的构型进行基本参数化描述，确定代表单元的边长LRVE=60，颗粒等效直径ds＝8-10，颗粒个数ns＝38，颗粒体积分数fv＝0.0205，碳管长度lt=6，碳管直径dt=0.4，碳管与颗粒体积分数比ft=0.05，层数h=2，层厚hl=8，层间距dl=18。

判断分布类型为层状分布。

确定非均匀分布的非均匀度γinh＝fl/fv=0.5。

层状分布：构建Python代码，“for n in range(rangeStart,rangeStop,2): formin range (rangeStart, rangeStop, uniStep): for v in range(15,36,20): uniDict['%d' % uniNumber] = (n,v,m) uniNumber = uniNumber+1”，在形心位置为(0,0,0)，层厚为8的长方体区域内，构建颗粒。

利用Python语言，将颗粒形成具有不同分布的复合材料三维微观构型，具体为：

层状分布：在有限元软件中，建立边长为60的立方体三维基体部件Part-base。导入构建的颗粒，根据点、线、面、体关系，依次构建第1到第38个部件Part-c-1～Part-c-38。将颗粒部件Part-s-1～Part-s-38放入有限元软件的装配模块中，并且采取平移处理。将基体部件Part-base放入有限元软件的装配模块中，然后和颗粒部件Part-s-1～Part-s-38合并，形成颗粒球形团聚分布复合材料有限元数值模型。

实施例3：

根据实施例1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，对构建层状分布的复合材料三维微观构型的方法进行说明：

对想要建立的构型进行基本参数化描述，确定代表单元的边长LRVE=60，颗粒等效直径ds＝8-10，颗粒个数ns＝40，颗粒体积分数fv＝0.0413，碳管长度lt=6，碳管直径dt=0.4，碳管与颗粒体积分数比ft=0.05，层数h=2，层厚hl=15，层间距dl=20。

判断分布类型为层状分布。

确定非均匀分布的非均匀度γinh＝fl/fv=0.5。

层状分布：构建Python代码，“for n in range(rangeStart,rangeStop,2): formin range (range Start, range Stop, uni Step): for v in range(15,36,20):uniDict ['%d'%uniNumber] = (n,v,m)uniNumber = uniNumber+1”，在形心位置为(0,0,0)，层厚为8的长方体区域内，构建颗粒。

然后在颗粒周围利用Python语言，将颗粒形成具有不同分布的复合材料三维微观构型，具体为：

层状分布：在有限元软件中，建立边长为60的立方体三维基体部件Part-base。导入构建的颗粒，根据点、线、面、体关系，依次构建第1到第40个部件Part-c-1～Part-c-38。将颗粒部件Part-s-1～Part-s-38放入有限元软件的装配模块中，并且采取平移处理。将基体部件Part-base放入有限元软件的装配模块中，然后和颗粒部件Part-s-1～Part-s-38合并，形成颗粒球形团聚分布复合材料有限元数值模型。

实施例3：

根据实施例1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，对构建球形团聚分布的复合材料三维微观构型的方法进行说明：

对想要建立的构型进行基本参数化描述，确定代表单元的边长LRVE =60，颗粒等效直径ds＝8-10，颗粒个数ns＝38，颗粒体积分数fv＝0.0202，碳管长度6，碳管直径0.4，碳管与颗粒体积分数比ft=0.05，颗粒聚集分布的球形区域半径为20。

判断分布类型为球形团聚分布。

确定非均匀分布的非均匀度γinh＝fl/fv=1。

球形团聚分布：构建Python代码，“for eee in range(len(CellNodes)):CellCoor=CellNodes[eee]. coordinates if CellCoor not in toollist1:toollist2.append(CellCoor) else:pass, 在形心位置为(0,0,0)，半径为20的球形区域内，构建颗粒。

利用Python语言，将颗粒形成具有不同分布的复合材料三维微观构型，具体为：

球形团聚分布：在有限元软件中，建立边长为60的立方体三维基体部件Part-base。导入构建的颗粒，根据点、线、面、体关系，依次构建第1到第38个部件Part-c-1～Part-c-38。将颗粒部件Part-s-1～Part-s-38放入有限元软件的装配模块中，并且采取平移处理。将基体部件Part-base放入有限元软件的装配模块中，然后和颗粒部件Part-s-1～Part-s-38合并，形成颗粒球形团聚分布复合材料有限元数值模型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）确定代表性单元、碳管和颗粒的几何参数，其中，所述代表性单元几何参数包括边长；所述碳管和颗粒几何参数包括碳管外径、碳管长度、碳管体积分数、颗粒等效直径、颗粒个数与体积分数；

（2）计算代表单元尺寸；

（3）确定颗粒的分布参数，其中，所述颗粒分布参数包括颗粒分布类型、非均匀分布的非均匀度、球形团聚分布的球形区域半径、网状分布的网眼个数、层状分布的每层的高度和每层的间隔高度与双尺寸分布的大颗粒个数及大颗粒等效直径；

（4）判断参数是否能够生成；

（5）根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形；

（6）将所述泰森多边形导入有限元软件，根据点、线、面、体关系构建颗粒，并进行离散、缩放，形成不同颗粒分布模型。

2.根据权利要求1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，所述步骤（3）中确定颗粒的分布参数的步骤包括以下步骤：

判断分布类型是否为随机分布，若否，则确定非均匀分布的非均匀度。

3.根据权利要求2所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，在所述确定非均匀分布的非均匀度的步骤之后还包括以下步骤：

判断分布类型是否为网状分布或者双尺寸分布，若否，则确定分布类型为球形团聚、方形团聚或层状分布。

4.根据权利要求2或3所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型，其特征在于，在所述确定非均匀分布的非均匀度的步骤之后还包括以下步骤：

判断分布类型是否为网状分布或者双尺寸分布，若是，则确定网状分布的网眼个数与双尺寸分布的大颗粒个数及大颗粒等效直径。

5.根据权利要求1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，所述步骤（5）中根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形的步骤包括以下步骤：

将颗粒向正方体RVE六个面法相方向各复制一遍，使其符合周期性结构。

6.根据权利要求1所述的构建碳管和颗粒混杂增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，所述步骤（2）中计算代表单元尺寸的步骤包括以下步骤：

根据颗粒几何参数及分布参数，编写Abaqus软件命令行，构建泰森多边形：

颗粒分布：在形心位置为(0，0，0)，边长为L_RVE的立方区域内，构建胞元个数为ns的多面体结构；

碳管分布：以颗粒内部为起点，构建碳管个数为ns。

7.根据权利要求4所述的构建颗粒增强复合材料三维微观构型的方法，其特征在于，所述根据颗粒的几何参数与分布参数构建泰森多边形的步骤包括以下步骤：所述将所述泰森多边形导入有限元软件，根据点、线、面、体关系构建颗粒，并进行离散、缩放形成不同颗粒分布模型的步骤包括以下步骤：

利用Python语言，编写有限元软件接口插件程序，将利用Abaqus软件构建的多面体结构导入进入有限元软件，根据点、线、面、体关系，构建单个胞元，并将胞元按比例缩放形成具有不同分布的复合材料三维微观构型。

8.一种权利要求1-7之一所述的方法得到的三维微观构型的网格处理方法，其特征在于，所述网格划分基于三维模型包括以下步骤：自动识别三维模型网格密集区域的流程、自动局部网格简化的流程；

所述的自动识别三维模型网格密集区域的流程，包括以下步骤：

步骤（a），获得三维模型中的网格数据；

步骤（b），获得网格数据当中每个面的法向量，所述的法向量指向三维模型的外部；

步骤（c），对整个三维模型中的面片完成遍历后，将全部的网格面片归类为多个集合；所述的相似面片遍历步骤的步骤包括：分别计算选择的面片与周围相邻的面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片归入面片集合，并且再次计算新归入面片集合的面片与周围相邻面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片再归入面片集合，直至未遍历到内积大于阈值的面片。

9.根据权利要求8所述的三维微观构型的网格处理方法，其特征在于，步骤（a）和步骤（b）重复进行直到将步骤（c）中得到的集合全部处理完毕；步骤（c）中的网格重构化处理中需要对重构网格的期望边长进行设定。

10.一种权利要求8-9之一所述三维微观构型的网格处理方法使用的网格处理系统，其特征在于，包括自动识别三维模型网格密集区域的模块、自动局部网格简化的模块；

其中，所述的自动识别三维模型网格密集区域的模块包括：

网格数据获取模块，用于获得三维模型中的网格数据；

方向获取模块，用于获得网格数据当中每个面的法向量，所述的法向量指向三维模型的外部；

相似面片遍历模块，用于分别计算选择的面片与周围相邻的面片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片归入面片集合，并且再次计算新归入面片集合的面片与周围相邻面2片法向量的内积，将内积大于设定阈值的面片再归入面片集合，直至未遍历到内积大于阈值的面片；

网格归类模块，用于选择一个网格面片，通过相似面片遍历模块对网格面片进行遍历，得到的结果归为第一集合；并且再选择一个三维模型中不属于第一集合中的面片，再次执行相似面片遍历步骤，遍历得到的结果归为第二集合；并对整个三维模型中的面片完成遍历后，将全部的网格面片归类为多个集合；

所述的自动局部网格简化的模块，包括：

球体确定模块，用于对网格归类模块中得到的一个集合，作为待处理集合，获得待处理集合当中网格面片的中心点，获得中心点到待处理集合中网格面片构成的区域的边界点的平均距离，以中心点和平均距离构建出一个球体；

重构网格模块，用于筛选出待处理集合中位于球体内部的网格面片，并对筛选出的网格面片进行网格重构化处理。

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