CN117078890A - 一种三维几何模型网格剖分方法、系统、装置以及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维几何模型网格剖分方法、系统、装置以及计算机可读介质，为了对复杂三维几何模型进行网格剖分，根据切分位置将三维几何模型切分为多个切分层，然后将边界表征的三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，得到各切分层上二维几何模型。最后将网格切分、拉伸后的各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

Description

一种三维几何模型网格剖分方法、系统、装置以及计算机可读 介质

技术领域

本发明涉及仿真设计领域，具体涉及一种三维几何模型网格剖分方法、系统、装置以及计算机可读介质。

背景技术

工业数值仿真领域进行数值仿真的步骤通常为：（1）使用软件创建与真实结构外形基本相同的几何建模；（2）对几何模型进行网格剖分，将结构离散为简单图形的集合；（3）利用网格剖分结果、物理场中物理量的本构关系、外部激励和边界条件进行数值仿真计算；（4）查看数值仿真结果是否满足设计要求。

但是在复杂三维模型的数值仿真计算流程中，常常无法成功对复杂三维几何模型进行网格剖分，由此导致了整个仿真流程陷入停滞状态。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种三维几何模型网格剖分方法、系统、装置以及计算机可读介质，将三维几何模型自动转化为多层层状几何模型（简称为2.5D几何模型），以提升网格剖分的成功率。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种三维几何模型网格剖分方法，包括以下步骤：

获取三维几何模型的切分位置；

根据切分位置对三维几何模型进行切分，得到多个切分层；

确定各切分层的二维几何模型；

将各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸得到立体网格；以及

将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，得到多层层状几何模型。

根据本发明的三维几何模型网格剖分方法的一实施例，所述三维几何模型网格剖分方法采用人工指定切分或基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置，然后根据切分位置数量来确定切分层数量以及各切分层厚度；其中，当切分位置数量为n时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层，各切分层厚度计算公式如下：

，

其中，i表示第i层切分层，

表示第i层切分层厚度，

表示第i层切分层的切分位置，

表示第i+1层切分层的切分位置。

根据本发明的三维几何模型网格剖分方法的一实施例，所述三维几何模型网格剖分方法采用基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置时，基于切分平面收集三维几何模型中各几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置；其中，

若切分平面为XY轴平面，则收集Z轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为XZ轴平面，则收集Y轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为ZY轴平面，则收集X轴上的最小坐标和最大坐标。

根据本发明的三维几何模型网格剖分方法的一实施例，所述切分层含有多个二维几何模型；其中，所述三维几何模型网格剖分方法将三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。

根据本发明的三维几何模型网格剖分方法的一实施例，所述三维几何模型网格剖分方法采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，得到对应的三维实体边界曲面，然后将三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型；其中，三维实体边界曲面与切分层平面相交运算后，得到多条相交曲线，将各切分层的相交曲线首尾相连，从而得到用以表示各切分层上二维几何模型的闭合曲线。

根据本发明的三维几何模型网格剖分方法的一实施例，所述三维几何模型网格剖分方法采用Bowyer-Watson算法对各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，然后沿着各切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，得到对应的三棱柱网格，最后将各切分层的三棱柱网格按照空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

本发明还提供一种三维几何模型网格剖分系统，包括：

切分位置获取模块，配置为获取三维几何模型的切分位置；

切分模块，配置为基于切分位置对三维几何模型进行切分，以得到多个切分层；

二维几何模型构建模块，配置为确定各切分层的二维几何模型；

网格切分模块，配置为对各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸以得到立体网格；以及

模型组建模块，配置为将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，得到多层层状几何模型。

根据本发明的三维几何模型网格剖分系统的一实施例，所述切分位置获取模块采用人工指定切分或基于几何体坐标系切分来获取三维几何模型的切分位置，然后根据切分位置数量来确定切分层数量以及各切分层厚度；其中，当切分位置数量为n时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层，各切分层厚度计算公式如下：

，

其中，i表示第i层切分层，

表示第i层切分层厚度，

表示第i层切分层的切分位置，

表示第i+1层切分层的切分位置。

根据本发明的三维几何模型网格剖分系统的一实施例，所述切分位置获取模块采用基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置时，基于切分平面收集三维几何模型中各几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置；其中，

若切分平面为XY轴平面，则收集Z轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为XZ轴平面，则收集Y轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为ZY轴平面，则收集X轴上的最小坐标和最大坐标。

根据本发明的三维几何模型网格剖分系统的一实施例，所述切分层含有多个二维几何模型；其中，所述三维几何模型切分模块将三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。

根据本发明的三维几何模型网格剖分系统的一实施例，所述三维几何模型切分模块采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，得到对应的三维实体边界曲面，然后将三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型；其中，三维实体边界曲面与切分层平面相交运算后，得到多条相交曲线，将各切分层的相交曲线首尾相连，从而得到用以表示各切分层上二维几何模型的闭合曲线。

根据本发明的三维几何模型网格剖分系统的一实施例，所述网格切分模块采用Bowyer-Watson算法对各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，然后沿着各切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，得到对应的三棱柱网格，最后通过多层层状几何模型组建模块将各切分层的三棱柱网格按照空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

本发明还提供一种三维几何模型网格剖分计算机可读存储介质，其存储有可供处理器执行的程序指令，以实现如上述的方法。

本发明还提供一种三维几何模型网格剖分装置，包括：

存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及

处理器，用于执行存储器指令以实现上述的方法。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明为了对复杂三维几何模型进行网格剖分，将三维几何模型切分为多个切分层，然后将边界表征的三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，得到各切分层上二维几何模型。最后将网格切分、拉伸后的各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。与现有技术相比，本发明可以将复杂三维几何模型转换与其外形基本一致的多层层状几何模型，实现了复杂三维几何模型快速剖分，有利于整个仿真流程的工作效率的提高。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是示出本发明的三维几何模型网格剖分方法一实施例的流程图。

图2是示出本发明的手机三维几何模型一实施例的示意图。

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g是示出本发明的手机三维几何模型一实施例的各切分层二维几何模型示意图。

图4a、图4b、图4c、图4d、图4e、图4f、图4g是示出本发明的手机三维几何模型一实施例的各切分层网格切分示意图。

图5是示出本发明的手机多层层状几何模型一实施例的网格剖分示意图。

图6是示出本发明的三维几何模型网格剖分系统一实施例的架构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

在此公开一种三维几何模型网格剖分方法一实施例，图1示出本发明的三维几何模型网格剖分方法一实施例的流程图。请参照图1，以下是对三维几何模型网格剖分方法各步骤的详细说明。

步骤S1：获取三维几何模型的切分位置。

本实施例中，一般根据使用者的实际需求来指定三维几何模型的切分位置。但是在没有人工指定切分位置的情况下，还可以基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置。

具体地，本实施例中，复杂三维几何模型中一般由多个几何体组成。在根据几何体坐标系对三维几何模型进行切分时，首先确定三维几何模型的切分平面，然后根据切分平面来收集每个几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置。

其中，若切分平面为XY轴平面，则收集各几何体在Z轴上的最小坐标和最大坐标。若切分平面为XZ轴平面，则收集各几何体在Y轴上的最小坐标和最大坐标。若切分平面为ZY轴平面，则收集各几何体在X轴上的最小坐标和最大坐标。

步骤S2：根据切分位置对三维几何模型进行切分，得到多个切分层。

本实施例中，通过上述步骤S1获取到三维几何模型的切分位置后，根据切分位置以及确定的切分平面来对三维几何模型进行切分，从而得到多个切分层。其中，在切分三维几何模型之前，还需要根据获取到的切分位置来确定切分层数量，以及各切分层厚度。

具体地，当三维几何模型的切分位置为n个时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层。其中，各切分层厚度通过以下公式计算：

，

其中，i表示第i层切分层， 表示第i层切分层厚度，/>表示第i层切分层的切分位置，/>表示第i+1层切分层的切分位置。通过该公式计算得到各切分层的厚度后，根据各切分位置、厚度以及切分平面来对三维几何模型进行切分。

步骤S3：确定各切分层的二维几何模型。

由于复杂三维几何模型含有多个几何体，在对三维几何模型进行切分后，各切分层上将会呈现多个二维几何模型。为了确定各切分层上的二维几何模型，本实施例采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，然后利用数值化后的三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。

边界表征方法（Boundary Representation, B-Rep）是在计算机辅助设计（CAD）和计算机图形学领域中常用的一种表示几何模型的方法。B-Rep 通常用于描述三维几何模型的几何形状、拓扑结构和边界特性。在描述一个三维几何模型时，使用二维曲线、二维实体、三维曲面和三维实体来进行描述其边界。

具体地，本实施例中，三维几何模型对应三维实体的边界由多个三维曲面组成的，各三维曲面的空间参数被限定在对应的二维实体内。而二维实体的边界则是数条二维曲线组成的闭合曲线。因此，在对三维几何模型进行数值化描述时，首先来定义构建二维实体的二维曲线C，表示式如下：

,

其中，为二维曲线上一点的二维坐标，t为二维曲线的参数坐标。a和b的大小有切分层厚度来决定。将这些二维曲线首尾相连，其组成的闭合曲线则为二维实体F的边界，表示式如下：

，

当二维实体定义好后，在定义好的二维实体内来定义三维曲面S，表示式如下：

，

其中，为三维曲面上一点的空间坐标，u、v为三维曲面的参数坐标，/>为二维实体，用于约束u、v的范围。

本实施例中，通过上述公式定义得到多个三维曲面后，将定义好的三维曲面进行组合，形成的闭合曲面即为三维实体V的边界，表示式如下：

，

从三维实体边界表示式可以看出，三维几何模型与切分层平面的相交运算可以转化为三维实体边界曲面与切分层平面的相交运算。三维实体边界曲面与切分层平面相交后形成多条相交曲线，将这些相交曲线首尾相连，可以形成多个闭合曲线，这些闭合曲线就是多层层状几何模型即2.5D模型各切分层上的二维几何模型。

以图2所示的手机三维几何模型为例，将XY轴平面作为切分平面，沿着z轴方向将其切分为7层切分层，将手机三维几何模型的边界曲面与各切分层进行相交运算，即可得到如图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g所示的各切分层二维几何模型。

步骤S4：将各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸得到立体网格。

本实施例中，由于各切分层具有一定厚度，因此在确定好各切分层的二维几何模型后，需要对各切分层的二维几何模型进行网格切分，从而得到用于拉伸、以符合对应切分层厚度的立体网格的基础网络。

在一种实施方式中，采用Bowyer-Watson算法对手机三维几何模型各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，得到如图4a、图4b、图4c、图4d、图4e、图4f、图4g所示的各切分层网格切分示意图。然后沿着切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，从而得到对应切分层的三棱柱网格。

步骤S5：将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，得到多层层状几何模型。

本实施例中，通过上述步骤S4完成各切分层的网格切分以及拉伸以后，将各切分层的三棱柱网格按空间位置依次叠放起来，就可以得到如图5所示的多层层状几何模型即2.5D几何模型的网格剖分示意图。从图2和图5可以看出，本发明的三维几何模型网格剖分方法产生的2.5D网格模型与初始的三维几何模型外形基本一致，满足数值仿真对网格几何近似度的要求。

本说明书中还提供一种三维几何模型网格剖分系统，图6是示出本发明的三维几何模型网格剖分系统一实施例的架构图。如图6所示，本实施例中，三维几何模型网格剖分装置包括切分位置获取模块、三维几何模型切分模块、二维几何模型构建模块、网格切分模块以及多层层状几何模型组建模块。其中，切分位置获取模块用于获取三维几何模型的切分位置，并将获取到的三维几何模型的切分位置发送给三维几何模型切分模块。三维几何模型切分模块基于接收到的切分位置对三维几何模型进行切分，从而得到多个切分层，然后将获取到的切分层发送到二维几何模型构建模块，通过二维几何模型构建模块来确定各切分层的二维几何模型。网格切分模块则用于对各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸以得到立体网格，完成各切分层的建模，然后将完成建模后的各切分层发送到多层层状几何模型组建模块进行组建。多层层状几何模型组建模块在进行建模时，将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

具体地，本实施例中，切分位置获取模块在获取三维几何模型的切分位置时，一般先根据使用者的实际需求来指定三维几何模型的切分位置。但是在没有人工指定切分位置的情况下，还可以基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置。

复杂三维几何模型中一般由多个几何体组成。在根据几何体坐标系对三维几何模型进行切分时，首先确定三维几何模型的切分平面，然后根据切分平面来收集每个几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置。

其中，若切分平面为XY轴平面，则收集各几何体在Z轴上的最小坐标和最大坐标。若切分平面为XZ轴平面，则收集各几何体在Y轴上的最小坐标和最大坐标。若切分平面为ZY轴平面，则收集各几何体在X轴上的最小坐标和最大坐标。

本实施例中，切分位置获取模块获取到三维几何模型的切分位置后，将切分位置传输到三维几何模型切分模块中，三维几何模型切分模块根据切分位置以及确定的切分平面来对三维几何模型进行切分，从而得到多个切分层。其中，在切分三维几何模型之前，还需要根据获取到的切分位置来确定切分层数量，以及各切分层厚度。

具体地，当三维几何模型的切分位置为n个时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层。其中，各切分层厚度通过以下公式计算：

，

其中，i表示第i层切分层， 表示第i层切分层厚度，/>表示第i层切分层的切分位置，/>表示第i+1层切分层的切分位置。通过该公式计算得到各切分层的厚度后，根据各切分位置、厚度以及切分平面来对三维几何模型进行切分。

由于复杂三维几何模型含有多个几何体，在对三维几何模型进行切分后，各切分层上将会呈现多个二维几何模型。三维几何模型切分模块完成三维几何模型的切分后，将切分后的各切分层传输到二维几何模型构建模块，通过二维几何模型构建模块来构建各切分层的二维几何模型。

为了确定各切分层上的二维几何模型，本实施例采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，然后利用数值化后的三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。边界表征方法（Boundary Representation, B-Rep）是在计算机辅助设计（CAD）和计算机图形学领域中常用的一种表示几何模型的方法。B-Rep 通常用于描述三维几何模型的几何形状、拓扑结构和边界特性。在描述一个三维几何模型时，使用二维曲线、二维实体、三维曲面和三维实体来进行描述其边界。

具体地，本实施例中，三维几何模型对应三维实体的边界由多个三维曲面组成的，各三维曲面的空间参数被限定在对应的二维实体内。而二维实体的边界则是数条二维曲线组成的闭合曲线。因此，在对三维几何模型进行数值化描述时，首先来定义构建二维实体的二维曲线C，表示式如下：

，

其中，为二维曲线上一点的二维坐标，t为二维曲线的参数坐标。

将这些二维曲线首尾相连，其组成的闭合曲线则为二维实体F的边界，表示式如下：

，

当二维实体定义好后，在定义好的二维实体内来定义三维曲面S，表示式如下：

，

其中，为三维曲面上一点的空间坐标，u、v为三维曲面的参数坐标，/>为二维实体，用于约束u、v的范围。

本实施例中，通过上述公式定义得到多个三维曲面后，将定义好的三维曲面进行组合，形成的闭合曲面即为三维实体V的边界，表示式如下：

，

从三维实体边界表示式可以看出，三维几何模型与切分层平面的相交运算可以转化为三维实体边界曲面与切分层平面的相交运算。三维实体边界曲面与切分层平面相交后形成多条相交曲线，将这些相交曲线首尾相连，可以形成多个闭合曲线，这些闭合曲线就是多层层状几何模型即2.5D模型各切分层上的二维几何模型。

以图2所示的手机三维几何模型为例，将XY轴平面作为切分平面，沿着z轴方向将其切分为7层切分层，将手机三维几何模型的边界曲面与各切分层进行相交运算，即可得到如图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g所示的各切分层二维几何模型。

本实施例中，由于各切分层具有一定厚度，因此二维几何模型构建模块确定好各切分层的二维几何模型后，需要将其传输到网格切分模块，通过网格切分模块对各切分层的二维几何模型进行网格切分，从而得到用于拉伸、以符合对应切分层厚度的立体网格的基础网络。

在一种实施方式中，采用Bowyer-Watson算法对手机三维几何模型各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，得到如图4a、图4b、图4c、图4d、图4e、图4f、图4g所示的各切分层网格切分示意图。然后沿着切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，从而得到对应切分层的三棱柱网格。

此外，本实施例中，网格切分模块在完成各切分层的网格切分以及拉伸以后，还需将建模后的各切分层传输到多层层状几何模型组建模块中，多层层状几何模型组建模块将各切分层的三棱柱网格按空间位置依次叠放起来，就可以得到如图5所示的多层层状几何模型即2.5D几何模型的网格剖分示意图。从图2和图5可以看出，本发明的三维几何模型网格剖分方法产生的2.5D网格模型与初始的三维几何模型外形基本一致，满足数值仿真对网格几何近似度的要求。

本说明书中还提供一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，该计算机程序代码在由处理器执行时实现如上所述的三维几何模型网格剖分方法。

本说明书中还提供一种三维几何模型网格剖分装置，包括于存储可由处理器执行的指令存储器，以及用于执行指令存储器中的指令以实现如上所述的三维几何模型网格剖分方法的处理器。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

Claims (14)

1.一种三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取三维几何模型的切分位置；

根据切分位置对三维几何模型进行切分，得到多个切分层；

确定各切分层的二维几何模型；

将各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸得到立体网格；以及

将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，得到多层层状几何模型。

2.根据权利要求1所述的三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，所述三维几何模型网格剖分方法采用人工指定切分或基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置，然后根据切分位置数量来确定切分层数量以及各切分层厚度；其中，当切分位置数量为n时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层，各切分层厚度计算公式如下：

,

其中，i表示第i层切分层，

表示第i层切分层厚度，

表示第i层切分层的切分位置，

表示第i+1层切分层的切分位置。

3.根据权利要求2所述的三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，所述三维几何模型网格剖分方法采用基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置时，基于切分平面收集三维几何模型中各几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置；其中，

若切分平面为XY轴平面，则收集Z轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为XZ轴平面，则收集Y轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为ZY轴平面，则收集X轴上的最小坐标和最大坐标。

4.根据权利要求1所述的三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，所述切分层含有多个二维几何模型；其中，所述三维几何模型网格剖分方法将三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。

5.根据权利要求1所述的三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，所述三维几何模型网格剖分方法采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，得到对应的三维实体边界曲面，然后将三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型；其中，三维实体边界曲面与切分层平面相交运算后，得到多条相交曲线，将各切分层的相交曲线首尾相连，从而得到用以表示各切分层上二维几何模型的闭合曲线。

6.根据权利要求1所述的三维几何模型网格剖分方法，其特征在于，所述三维几何模型网格剖分方法采用Bowyer-Watson算法对各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，然后沿着各切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，得到对应的三棱柱网格，最后将各切分层的三棱柱网格按照空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

7.一种三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，包括：

切分位置获取模块，配置为获取三维几何模型的切分位置；

三维几何模型切分模块，配置为基于切分位置对三维几何模型进行切分，以得到多个切分层；

二维几何模型构建模块，配置为确定各切分层的二维几何模型；

网格切分模块，配置为对各切分层的二维几何模型进行网格切分，然后基于其厚度方向拉伸以得到立体网格；以及

多层层状几何模型组建模块，配置为将各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，得到多层层状几何模型。

8.根据权利要求7所述的三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，所述切分位置获取模块采用人工指定切分或基于几何体坐标系切分来获取三维几何模型的切分位置，然后根据切分位置数量来确定切分层数量以及各切分层厚度；其中，当切分位置数量为n时，则将三维几何模型切分为n-1个切分层，各切分层厚度计算公式如下：

,

其中，i表示第i层切分层，

表示第i层切分层厚度，

表示第i层切分层的切分位置，

表示第i+1层切分层的切分位置。

9.根据权利要求7所述的三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，所述切分位置获取模块采用基于几何体坐标系切分来确定三维几何模型的切分位置时，基于切分平面收集三维几何模型中各几何体的最小坐标和最大坐标作为切分位置；其中，

若切分平面为XY轴平面，则收集Z轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为XZ轴平面，则收集Y轴上的最小坐标和最大坐标；

若切分平面为ZY轴平面，则收集X轴上的最小坐标和最大坐标。

10.根据权利要求7所述的三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，所述切分层含有多个二维几何模型；其中，所述三维几何模型切分模块将三维几何模型与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型。

11.根据权利要求7所述的三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，所述三维几何模型切分模块采用边界表征方法来对三维几何模型进行数值化描述，得到对应的三维实体边界曲面，然后将三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，从而得各切分层上二维几何模型；其中，三维实体边界曲面与切分层平面相交运算后，得到多条相交曲线，将各切分层的相交曲线首尾相连，从而得到用以表示各切分层上二维几何模型的闭合曲线。

12.根据权利要求7所述的三维几何模型网格剖分系统，其特征在于，所述网格切分模块采用Bowyer-Watson算法对各切分层的二维几何模型进行三角网格切分，然后沿着各切分层厚度方向将切分层上的三角网格进行拉伸，得到对应的三棱柱网格，最后通过多层层状几何模型组建模块将各切分层的三棱柱网格按照空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。

13.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

14.一种三维几何模型网格剖分装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及

处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1-6任一项所述的方法。