CN116433873A - 一种网格划分方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种网格划分方法、装置及电子设备，该方法包括：确定三维建模图形；确定所述三维建模图形中的所有圆柱类图形；确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置；根据所述划分位置将所述所有圆柱类图形转换为棱柱；对所述棱柱的棱柱面进行网格划分。本发明实施例，可以保证圆柱类图形划分的网格为结构网格。
Description
技术领域
本发明实施例涉及三维网格划分技术领域，尤其涉及一种网格划分方法、装置及电子设备。
背景技术
目前，上至航空航天制造，下至家用电器生产，都离不开仿真分析。通过仿真分析可以在确保质量的前提下，有效降低检验成本。而仿真分析的基础便是对三维模型进行网格划分。如对圆柱面和类圆柱面等圆柱类图形的网格划分。
根据网格单元拓扑是否具有某种规律可以将其分为结构网格和非结构网格。狭义的结构网格定义非常严格，要求每个内部网格节点都被相同数目的单元所包含。若按一定规则对结构网格的节点进行编号，则节点相邻关系等网格拓扑信息可隐藏于节点编号之中。反之，非结构网格中包含每个内部节点的单元数目是不确定的，网格拓扑需显式表达。与非结构网格相比，存储及访问结构网格数据的代价都较小，相应数值计算的时空效率也更有优势。结构网格的另一个优势是其单元具有很好的正交性和贴边性，几何精度很高，在进行数值计算时的精度也比非结构化网格高。因此，对圆柱类图形这类简单而常用的曲面进行网格划分时，如何得到结构网格非常重要。
发明内容
本发明实施例公开了一种网格划分方法、装置及电子设备，用于实现圆柱类图形划分的网格为结构网格。
第一方面公开一种网格划分方法，包括：
确定三维建模图形；
确定所述三维建模图形中的所有圆柱类图形；
确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置；
根据所述划分位置将所述所有圆柱类图形转换为棱柱；
对所述棱柱的棱柱面进行网格划分。
作为一种可能的实施方式，所述确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置包括：
确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序；
根据所述划分顺序和第一份数确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置，所述第一份数为圆柱类图形的划分份数；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不存在干涉，则将所述第一圆柱类图形的初始划分位置确定为所述第一圆柱类图形的划分位置；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后存在干涉，则在第三圆柱类图形的初始划分位置中添加一个或多个划分位置得到所述第三圆柱类图形的划分位置；
所述第一圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中的任一圆柱类图形，所述第二圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的任一圆柱类图形，所述第三圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第二圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
作为一种可能的实施方式，所述确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形；
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
作为一种可能的实施方式，所述根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图；
根据所述无向图确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
作为一种可能的实施方式，所述根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图的节点；
根据所述所有圆柱类图形的几何连接关系以及所述无向图的节点确定所述无向图的边。
作为一种可能的实施方式，所述确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形包括：
在第四圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第一条件的情况下，确定所述第四圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，所述第四圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第一条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第四圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值小于或等于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第四圆柱类图形的轴之间的距离小于或等于第二阈值；
第五圆柱类图形的半径大于第一值与第六圆柱类图形的半径的乘积，且小于所述第六圆柱类图形的半径，所述第一值为cos(A/2)，A为根据所述第一份数确定的圆心角；
所述第五圆柱类图形在所述第六圆柱类图形所在完整圆柱面上的投影与所述第六圆柱类图形的圆柱面之间存在交集；
所述第五圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形，所述第六圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
作为一种可能的实施方式，所述确定所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形包括：
在第七圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第二条件的情况下，确定所述第七圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形，所述第七圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第二条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第七圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值大于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第七圆柱类图形的轴之间的距离大于第二阈值；
第一圆上的第一弦与第二圆相交，所述第一圆为第八圆柱类图形的剖面圆，所述第二圆为包括椭圆且半径最小的圆，所述第一弦为所述第一圆上任一A对应的弦，A为根据所述第一份数确定的圆心角，所述第八圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形，所述椭圆为第九圆柱类图形在所述第一圆所在面的剖面图，所述第九圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形。
第二方面公开一种网格划分装置，包括：
第一确定单元，用于确定三维建模图形；
第二确定单元，用于确定所述三维建模图形中的所有圆柱类图形；
第三确定单元，用于确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置；
转换单元，用于根据所述划分位置将所述所有圆柱类图形转换为棱柱；
划分单元，用于对所述棱柱的棱柱面进行网格划分。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元具体用于：
确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序；
根据所述划分顺序和第一份数确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置，所述第一份数为圆柱类图形的划分份数；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不存在干涉，则将所述第一圆柱类图形的初始划分位置确定为所述第一圆柱类图形的划分位置；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后存在干涉，则在第三圆柱类图形的初始划分位置中添加一个或多个划分位置得到所述第三圆柱类图形的划分位置；
所述第一圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中的任一圆柱类图形，所述第二圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的任一圆柱类图形，所述第三圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第二圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形；
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图；
根据所述无向图确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图的节点；
根据所述所有圆柱类图形的几何连接关系以及所述无向图的节点确定所述无向图的边。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形包括：
在第四圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第一条件的情况下，确定所述第四圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，所述第四圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第一条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第四圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值小于或等于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第四圆柱类图形的轴之间的距离小于或等于第二阈值；
第五圆柱类图形的半径大于第一值与第六圆柱类图形的半径的乘积，且小于所述第六圆柱类图形的半径，所述第一值为cos(A/2)，A为根据所述第一份数确定的圆心角；
所述第五圆柱类图形在所述第六圆柱类图形所在完整圆柱面上的投影与所述第六圆柱类图形的圆柱面之间存在交集；
所述第五圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形，所述第六圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
作为一种可能的实施方式，所述第三确定单元确定所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形包括：
在第七圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第二条件的情况下，确定所述第七圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形，所述第七圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第二条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第七圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值大于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第七圆柱类图形的轴之间的距离大于第二阈值；
第一圆上的第一弦与第二圆相交，所述第一圆为第八圆柱类图形的剖面圆，所述第二圆为包括椭圆且半径最小的圆，所述第一弦为所述第一圆上任一A对应的弦，A为根据所述第一份数确定的圆心角，所述第八圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形，所述椭圆为第九圆柱类图形在所述第一圆所在面的剖面图，所述第九圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形。
第三方面公开一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器调用所述存储器中存储的计算机程序实现第一方面公开的方法。
第四方面公开一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序或计算机指令，当该计算机程序或计算机指令被处理器运行时，实现如第一方面公开的方法。
本发明实施例中，确定三维建模图形，确定三维建模图形中的所有圆柱类图形，确定所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置，根据划分位置将所有圆柱类图形转换为棱柱，对棱柱的棱柱面进行网格划分。可见，进行网格划分过程中，先将每个圆柱类图形转换为棱柱，对棱柱的棱柱面进行网格划分，可以保证圆柱类图形划分的网格为结构网格。
附图说明
图1是本发明实施例公开的一种类圆柱面的示意图；
图2是本发明实施例公开的一种飞机机翼的网格划分模型的示意图；
图3是本发明实施例公开的一种运动器材的支撑架的示意图；
图4是本发明实施例公开的一种圆柱形灯管的示意图；
图5是本发明实施例公开的一种结构化网格的示意图；
图6是本发明实施例公开的一种非结构化网格的示意图；
图7是本发明实施例公开的一种网格划分方法的流程示意图；
图8是本发明实施例公开的一种同轴圆柱的示意图；
图9是本发明实施例公开的一种半径接近的圆柱的示意图；
图10是本发明实施例公开的一种圆柱面角度的示意图；
图11是本发明实施例公开的一种异轴的示意图；
图12是本发明实施例公开的一种异轴邻近圆柱的剖面图的示意图；
图13是本发明实施例公开的一种无向图的示意图；
图14是本发明实施例公开的一种同轴圆柱的划分位置的示意图；
图15是本发明实施例公开的一种邻近圆柱的示意图；
图16是本发明实施例公开的一种邻近圆柱按照对应的初始划分位置划分后的剖面示意图；
图17是本发明实施例公开的一种在外圆柱的初始划分位置中添加一个划分位置的示意图；
图18是本发明实施例公开的一种添加了划分线的圆柱的示意图；
图19是本发明实施例公开的另一种添加了划分线的圆柱的示意图；
图20是本发明实施例公开的一种根据划分线转换的棱柱的示意图；
图21是本发明实施例公开的另一种结构网格的示意图；
图22是本发明实施例公开的一种网格划分装置的结构示意图；
图23是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图；
图24是本发明实施例公开的一种螺母简化模型的结构化网格的示意图；
图25是本发明实施例公开的一种电子元件连接器模型的结构化网格的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
“连接”用于表示电性连接，包括通过导线或连接端直接相连或通过其他器件（如本申请实施例中的电感、电容或电阻等）间接相连。因此“连接”应被视为是一种广义上的电子通信连接。另一点，所显示或讨论的相互之间的连接或直接连接或连接可以是通过一些接口，装置、单元或器件的间接连接或连接，可以是通信、电性或其它的形式。
本发明实施例公开了一种网格划分方法、装置及电子设备，用于保证圆柱类图形划分的网格为结构网格。以下分别进行详细说明。
为了更好地理解本发明实施例，下面先对相关的技术进行介绍。
类圆柱面为到某一直线距离相近的点构成的几何图形，即
，其中/>
为曲面上任意两点，/>
为给定直线，/>
为几何容差。图1是本发明实施例公开的一种类圆柱面的示意图。
圆柱面和类圆柱面作为三维模型中的基础几何对象，可以广泛应用在不同行业的产品设计中。图2是本发明实施例公开的一种飞机机翼的网格划分模型的示意图。如图2所示，曲面A为类圆柱，在机翼设计时需要对其进行空气动力学计算。图3是本发明实施例公开的一种运动器材的支撑架的示意图。如图3所示，该支撑架几乎全部由圆柱构成，需要对其进行结构仿真，判断其是否安全可用。图4是本发明实施例公开的一种圆柱形灯管的示意图。如图4所示，在产品设计完成后需要对其进行热力学仿真分析，判断是否合格。而在上述过程中均涉及对圆柱面和/或类圆柱面等圆柱类图形的网格划分。
图5是本发明实施例公开的一种结构化网格的示意图。如图5所示，不同网格所有节点连接的单元（三角形）数目都是6。图6是本发明实施例公开的一种非结构化网格的示意图。如图6所示，不同网格所有节点连接的单元（三角形）数目不同，节点A连接的单元数目为5，节点B连接的单元数目为6，节点C连接的单元数目为7。
通过背景技术可知，结构化网格优于非结构化网格，因此，如何获得高质量的圆柱类图形的柱面的结构化网格非常重要。
图7是本发明实施例公开的一种网格划分方法的流程示意图。其中，该网格划分方法可以应用于专门用于网格划分的客户端或应用，也可以应用于专门用于网格划分的电子设备。该客户端或应用可以安装在电子设备上运行。如图7所示，该网格划分方法可以包括以下步骤。
701、确定三维建模图形。
在需要进行三维模型仿真的情况下，可以先确定需要进行仿真的三维建模图形。三维建模图形可以是建立的，也可以是从本地获取的，还可以是从服务器或网络获取的，还可以是用户输入的。
702、确定三维建模图形中的所有圆柱类图形。
可以先确定三维建模图形中的所有圆柱类图形，以便后续对所有圆柱类图形进行网格划分。圆柱类图形可以为圆柱，也可以为类圆柱。
703、确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置。
可以先确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序，之后可以根据上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序和第一份数确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置。如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不存在干涉，则可以将第一圆柱类图形的初始划分位置确定为第一圆柱类图形的划分位置；如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后存在干涉，则可以在第三圆柱类图形的初始划分位置中添加一个或多个划分位置得到第三圆柱类图形的划分位置。第一份数为圆柱类图形的划分份数。第一份数可以为用户输入的，也可以为预设的。第一圆柱类图形为上述所有圆柱类图形中的任一圆柱类图形。第二圆柱类图形为上述所有圆柱类图形中除第一圆柱类图形之外的任一圆柱类图形。第三圆柱类图形为第一圆柱类图形和第二圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
可见，确定出上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置之后，可以判断如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后是否存在干涉，在判断出如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不存在干涉的情况下，可以将第一圆柱类图形的初始划分位置确定为第一圆柱类图形的最终划分位置。在判断出第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后存在干涉的情况下，可以在第三圆柱类图形的初始划分位置中添加一个或多个划分位置，使添加这一个或多个划分位置之后可以避免第一圆柱类图形和第二圆柱类图形划分网格后的干涉问题，可以根据这一个或多个划分位置和第三圆柱类图形的初始划分位置确定第三圆柱类图形的最终划分位置。应理解，添加的划分位置并不是越多越好，而是能够解决干涉问题所能添加的最少划分位置的数量。
可以先确定第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，之后可以根据第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。一个圆柱类图形可以仅有同轴圆柱类图形，也可以仅有邻近圆柱类图形，还可以即有同轴圆柱类图形也有邻近圆柱类图形。
在第四圆柱类图形与第一圆柱类图形之间满足第一条件的情况下，可以确定第四圆柱类图形为第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，第四圆柱类图形为上述所有圆柱类图形中除第一圆柱类图形之外的圆柱类图形。第一条件可以包括以下三个条件。
（1）第一圆柱类图形的轴向与第四圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值小于或等于第一阈值，且第一圆柱类图形的轴与第四圆柱类图形的轴之间的距离小于或等于第二阈值。
可见，两个同轴圆柱类图形的轴向接近且轴间距离较小，即sin<α,β>≤第一阈值，且d(k1,k2)≤第二阈值。其中，α和β为两个圆柱类图形的轴向，k1和k2为两个圆柱类图形的轴，第一阈值和第二阈值为给定的几何误差，为大于0的值。示例性的，图8是本发明实施例公开的一种同轴圆柱的示意图。如图8所示，这两个圆柱的轴向之间的夹角的正弦值为0，这两个圆柱的轴之间的距离为0。
圆柱类图形的轴向可以为圆柱类图形的轴沿圆柱类图形的底部向顶部的方向，也可以为圆柱类图形的轴沿圆柱类图形的顶部向底部的方向。
（2）第五圆柱类图形的半径大于第一值与第六圆柱类图形的半径的乘积，且小于第六圆柱类图形的半径。第一值为cos(A/2)，A为根据第一份数确定的圆心角。第五圆柱类图形为第一圆柱类图形和第四圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形，第六圆柱类图形为第一圆柱类图形和第四圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
可见，两个圆柱类图形的半径接近，即Rcos(A/2)＜r＜R。R为半径较大的圆柱类图形的半径，r为半径较小的圆柱类图形的半径。示例性的，图9是本发明实施例公开的一种半径接近的圆柱的示意图。
在两个圆柱类图形的半径接近的情况下，平面化后由于外圆柱类图形平面化缩小可能会与内圆柱类图形相交，从而可能会出现干涉的问题，因此，需要看看它们之间的关系。在两个圆柱类图形的半径较大的情况下，由于两个圆柱类图形的半径差异过大，平面化后不会导致其干涉，故不用考虑其关系。
示例性的，在第一份数为8的情况下，A为360/8=45°。示例性的，在第一份数为6的情况下，A为360/6=60°。
（3）第五圆柱类图形在第六圆柱类图形所在完整圆柱面上的投影与第六圆柱类图形的圆柱面之间存在交集。
示例性的，图10是本发明实施例公开的一种圆柱面角度的示意图。如图10所示，柱面A和柱面C对应的圆柱类图形同轴，半径接近，但是在空间位置上相隔甚远，所以并无关系；而圆柱面A和柱面B在空间位置上靠近，需要考虑其关联。
在第七圆柱类图形与第一圆柱类图形之间满足第二条件的情况下，可以确定第七圆柱类图形为第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形，第七圆柱类图形为上述所有圆柱类图形中除第一圆柱类图形之外的圆柱类图形。第二条件可以包括以下两个条件。
（1）第一圆柱类图形的轴向与第七圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值大于第一阈值，且第一圆柱类图形的轴与第七圆柱类图形的轴之间的距离大于第二阈值。
可见，两个圆柱类图形的异轴，即sin<α,β>＞第一阈值，且d(k1,k2)＞第二阈值。示例性的，如图11所示。
（2）第一圆上的第一弦与第二圆相交，第一圆为第八圆柱类图形的剖面圆，第二圆为包括椭圆且半径最小的圆，第一弦为第一圆上任一A对应的弦，A为根据第一份数确定的圆心角，第八圆柱类图形为第一圆柱类图形和第七圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形，椭圆为第九圆柱类图形在第一圆所在面的剖面图，第九圆柱类图形为第一圆柱类图形和第七圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形。
示例性的，图12是本发明实施例公开的一种异轴邻近圆柱的剖面图的示意图。如图12所示，圆B为半径较大的圆柱的剖面圆，椭圆C为半径较小的圆柱的剖面图，圆D为包括椭圆且最小半径的圆，O为圆B的圆心，PQ为圆B上A对应的一条弦。PQ与圆D相交。
可以先根据第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图，之后可以根据无向图确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。可见，是根据无线图确定划分顺序的，以便在圆柱类图形相交的情况下，不同圆柱类图形的特征线可以交于一点，使最后得到的结构化网格更符合实际物理应用场景。
可以先根据第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图的节点，之后可以根据无向图的节点以及上述所有圆柱类图形的几何连接关系确定无向图的边。
在存在第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形的情况下，可以将第一圆柱类图形以及第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形确定为无向图的一个节点，即可以根据第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形将上述所有圆柱类图形中属于同一轴的圆柱类图形确定为无向图的一个节点。还可以将第十圆柱类图形确定为无向图的一个节点。第十圆柱类图形为上述所有圆柱类图形中的没有同轴圆柱类图形的任一圆柱类图形。
在存在第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形的情况下，可以根据上述所有圆柱类图形的几何连接关系中与第一圆柱类图形以及第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形存在几何连接关系的圆柱类图形确定无向图中与第一节点连接的边。在不存在第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形的情况下，可以根据上述所有圆柱类图形的几何连接关系中与第一圆柱类图形存在几何连接关系的圆柱类图形确定无向图中与第一节点连接的边。
可以先根据无向图确定第二节点，第二节点为无向图中度越大的节点。之后可以从第二节点开始按照广度或深度遍历该无向图，可以得到上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。在遍历无向图的过程中无向图中的每个节点仅被找到一次，无向图中节点的度是指无向图中与节点有边相连的节点的数目。第二节点对应的圆柱类图形的划分顺序最前。
示例性的，图13是本发明实施例公开的一种无向图的示意图。如图13所示，节点A的度为2，节点B的度为4，节点C的度为2，节点D的度为4，节点E的度为2，节点F的度为3，节点G的度为2，节点H的度为5。可见，节点H的度最大，因此，从节点H开始遍历无向图。节点H对应的圆柱类图形的划分顺序最前。一种情况下，可以按照广度进行遍历，得到的无向图中节点的顺序可以为节点H-节点A-节点B-节点D-节点F-节点G-节点C-节点E。另一种情况下，可以按照深度进行遍历，得到的无向图中节点的顺序可以为节点H-节点A-节点B-节点C-节点D-节点E-节点F-节点G。之后可以根据无向图节点的顺序确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。应理解，上述是对从第二节点开始按照广度或深度遍历该无向图得到上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序的示例性说明，并不对其进行限定。
在根据上述划分顺序和第一份数确定上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置的过程中，如果不存在第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，则可以根据第一圆柱的划分顺序和第一份数确定第一圆柱类图形的初始划分位置。示例性的，在第一份数为6的情况下，可以将第一圆柱类图形的柱面划分为均匀的六分，第一圆柱类图形的初始划分位置为能够将第一圆柱类图形的柱面均匀划分为六分的位置。如果存在第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，在可以根据上述划分顺序和第一份数在同一起点按照角度划分方式确定第一圆柱类图形以及第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形的初始划分位置。图14是本发明实施例公开的一种同轴圆柱的划分位置的示意图。如图14所示，这样划分的同轴圆柱类图形的弦相互平行，不会出现相交而导致干涉的问题，从而可以避免同轴圆柱类图形网格划分后的干涉问题。
上面确定的上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置可以保证同轴圆柱类图形网格划分后不会出现干涉问题，但无法保证邻近圆柱类图形之间不会出现干涉问题。因此，可以先判断是否存在第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形，在判断出不存在第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形的情况下，表明第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不会存在干涉，可以直接将第一圆柱类图形的初始划分位置确定为第一圆柱类图形的划分位置。在判断出存在第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形的情况下，可以继续判断如果第一圆柱类图形和第十一圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后是否存在干涉。第十一圆柱类图形为第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形中的任一圆柱类图形。
示例性的，图15是本发明实施例公开的一种邻近圆柱的示意图。图16是本发明实施例公开的一种邻近圆柱按照对应的初始划分位置划分后的剖面示意图。如图16所示，AC与BD和BE相交，如果内外圆柱按照初始划分位置划分之后会存在干涉问题。图17是本发明实施例公开的一种在外圆柱的初始划分位置中添加一个划分位置的示意图。如图17所示，在外圆柱的初始划分位置中添加一个划分位置F之后，AF和FC与BD和BE均不相交，解决了干涉问题。F可以为AC和BD的交点在弧AC上的投影点，也可以为AC和BE的交点在弧AC上的投影点。如果在外圆柱的初始划分位置中添加一个划分位置F之后，AF与BD和BE之间相交，或者FC与BD和BE之间相交，则需要继续添加划分位置，直到再不存在相交为止。
704、根据上述划分位置将上述所有圆柱类图形转换为棱柱。
可以先根据上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置，在上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的柱面上添加划分线，之后可以根据上述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的柱面上的划分线将上述所有圆柱类图形转换为棱柱。
示例性的，图18是本发明实施例公开的一种添加了划分线的圆柱的示意图。如图18所示，圆柱A、圆柱B和圆柱C的柱面上均添加了划分线。
示例性的，图19是本发明实施例公开的另一种添加了划分线的圆柱的示意图。图20是本发明实施例公开的一种根据划分线转换的棱柱的示意图。如图20所示，将圆柱类图形转换为棱柱，即将两条划分线之间的圆面转换为平面。
705、对上述棱柱的棱柱面进行网格划分。
使用网格划分方法对上述棱柱的棱柱面进行网格划分。划分后的网格为结构网格。示例性的，图21是本发明实施例公开的另一种结构网格的示意图。图21是对图18的最后处理结果。
上述网格划分方法可以应用在飞机机翼的网格划分模型、运动器材的支撑架的网格划分模型、圆柱形灯管的网格划分模型等所有具有圆柱类图形的网格划分模型中。示例性的，图21所示的为水管转接口建模图形的结构化网格；图24为螺母简化模型的结构化网格；图25为电子元件连接器模型的结构化网格。
请参阅图22，图22是本发明实施例公开的一种网格划分装置的结构示意图。如图22所示，该数据处理装置可以包括第一确定单元2201、第二确定单元2202、第三确定单元2203、转换单元2204和划分单元2205。
有关上述第一确定单元2201、第二确定单元2202、第三确定单元2203、转换单元2204和划分单元2205更详细的描述可以直接参考发明内容第二方面公开的内容，以及上述图7所示的方法实施例中的相关描述直接得到，这里不加赘述。
请参阅图23，图23是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。如图23所示，该电子设备可以包括处理器2301、存储器2302和总线2303。存储器2302可以是独立存在的，可以通过总线2303与处理器2301相连接。存储器2302也可以和处理器2301集成在一起。其中，总线2303用于实现这些组件之间的连接。
存储器2302中存储的计算机程序指令被执行时，该处理器2301用于执行上述实施例中第一确定单元2201、第二确定单元2202、第三确定单元2203、转换单元2204和划分单元2205执行的操作。上述电子设备还可以用于执行上述图7方法实施例中执行的各种方法，不再赘述。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种网格划分方法，其特征在于，包括：
确定三维建模图形；
确定所述三维建模图形中的所有圆柱类图形；
确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置；
根据所述划分位置将所述所有圆柱类图形转换为棱柱；
对所述棱柱的棱柱面进行网格划分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置包括：
确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序；
根据所述划分顺序和第一份数确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的初始划分位置，所述第一份数为圆柱类图形的划分份数；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后不存在干涉，则将所述第一圆柱类图形的初始划分位置确定为所述第一圆柱类图形的划分位置；
如果第一圆柱类图形和第二圆柱类图形按照对应的初始划分位置划分网格后存在干涉，则在第三圆柱类图形的初始划分位置中添加一个或多个划分位置得到所述第三圆柱类图形的划分位置；
所述第一圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中的任一圆柱类图形，所述第二圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的任一圆柱类图形，所述第三圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第二圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形；
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形，确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图；
根据所述无向图确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分顺序。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图包括：
根据所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形和/或邻近圆柱类图形确定无向图的节点；
根据所述所有圆柱类图形的几何连接关系以及所述无向图的节点确定所述无向图的边。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形包括：
在第四圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第一条件的情况下，确定所述第四圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的同轴圆柱类图形，所述第四圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第一条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第四圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值小于或等于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第四圆柱类图形的轴之间的距离小于或等于第二阈值；
第五圆柱类图形的半径大于第一值与第六圆柱类图形的半径的乘积，且小于所述第六圆柱类图形的半径，所述第一值为cos(A/2)，A为根据所述第一份数确定的圆心角；
所述第五圆柱类图形在所述第六圆柱类图形所在完整圆柱面上的投影与所述第六圆柱类图形的圆柱面之间存在交集；
所述第五圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形，所述第六圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第四圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形。
7.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形包括：
在第七圆柱类图形与所述第一圆柱类图形之间满足第二条件的情况下，确定所述第七圆柱类图形为所述第一圆柱类图形的邻近圆柱类图形，所述第七圆柱类图形为所述所有圆柱类图形中除所述第一圆柱类图形之外的圆柱类图形；
所述第二条件包括：
所述第一圆柱类图形的轴向与所述第七圆柱类图形的轴向之间的夹角的正弦值大于第一阈值，且所述第一圆柱类图形的轴与所述第七圆柱类图形的轴之间的距离大于第二阈值；
第一圆上的第一弦与第二圆相交，所述第一圆为第八圆柱类图形的剖面圆，所述第二圆为包括椭圆且半径最小的圆，所述第一弦为所述第一圆上任一A对应的弦，A为根据所述第一份数确定的圆心角，所述第八圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较大的圆柱类图形，所述椭圆为第九圆柱类图形在所述第一圆所在面的剖面图，所述第九圆柱类图形为所述第一圆柱类图形和所述第七圆柱类图形中半径较小的圆柱类图形。
8.一种网格划分装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定三维建模图形；
第二确定单元，用于确定所述三维建模图形中的所有圆柱类图形；
第三确定单元，用于确定所述所有圆柱类图形中每个圆柱类图形的划分位置；
转换单元，用于根据所述划分位置将所述所有圆柱类图形转换为棱柱；
划分单元，用于对所述棱柱的棱柱面进行网格划分。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于调用所述存储器中存储的计算机程序实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或计算机指令，当所述计算机程序或计算机指令被处理器运行时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117152381A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 广州中望龙腾软件股份有限公司 | 一种球面结构化网格剖分方法、装置及相关设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030070426A (ko) * | 2002-02-25 | 2003-08-30 | 삼성에스디에스 주식회사 | 형상 기반의 삼각망 생성 방법 |
| CN113421342A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 武汉天喻软件股份有限公司 | 一种带复杂边界约束的封闭圆柱面的网格划分方法和系统 |
| US20210335042A1 (en) * | 2018-09-21 | 2021-10-28 | Siemens Industry Software Inc. | Feature based abstraction and meshing |
| CN114219899A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-03-22 | 墨研计算科学（南京）有限公司 | 一种基于改进叉树算法的网格生成方法及装置 |
| CN114491824A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-05-13 | 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 | 有限元网格自动划分方法、设备和存储介质 |
| CN114781230A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-22 | 西安交通大学 | 基于有限元-蒙特卡罗-点核积分耦合获得γ剂量率分布的方法 |
-
2023
- 2023-06-13 CN CN202310696834.XA patent/CN116433873B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030070426A (ko) * | 2002-02-25 | 2003-08-30 | 삼성에스디에스 주식회사 | 형상 기반의 삼각망 생성 방법 |
| US20210335042A1 (en) * | 2018-09-21 | 2021-10-28 | Siemens Industry Software Inc. | Feature based abstraction and meshing |
| CN113421342A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 武汉天喻软件股份有限公司 | 一种带复杂边界约束的封闭圆柱面的网格划分方法和系统 |
| CN114219899A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-03-22 | 墨研计算科学（南京）有限公司 | 一种基于改进叉树算法的网格生成方法及装置 |
| CN114491824A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-05-13 | 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 | 有限元网格自动划分方法、设备和存储介质 |
| CN114781230A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-22 | 西安交通大学 | 基于有限元-蒙特卡罗-点核积分耦合获得γ剂量率分布的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DANIEL MEJIA ETAL.: "Hybrid geometry/topology based mesh segmentation for reverse engineering", 《COMPUTERS & GRAPHICS》, vol. 73, pages 47 - 58 * |
| 一箫一剑平天下: "有限元分析中圆、圆柱面以及圆柱体的网格划分", pages 4 - 5, Retrieved from the Internet <URL:https://www.docin.com/p-2286435923.html> * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117152381A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 广州中望龙腾软件股份有限公司 | 一种球面结构化网格剖分方法、装置及相关设备 |
| CN117152381B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-02-27 | 广州中望龙腾软件股份有限公司 | 一种球面结构化网格剖分方法、装置及相关设备 |
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