导向型三角网格向四边形网格的自动转换方法

本文主要探讨了"三角形单元到四边形单元的自动转化"这一主题，发表在2002年的《国际计算机辅助设计/制造》(International Journal of CAD/CAM)第1卷第1期，11-21页。作者Takayuki Itoh和Kenji Shimada来自IBM东京研究实验室以及卡内基梅隆大学机械工程系。他们提出了一种新颖的方法，旨在将三角形网格自动转换为四边形网格，并且能够根据用户指定的向量场控制输出四边形网格的方向性。 这种方法的关键在于，首先对每个可能由相邻三角形构成的四边形进行评分，评分标准考虑了它们的形状和方向一致性。这个过程通过评估每个四边形元素如何适应原始三角形网格并保持向量场的方向来完成。评分越高，表示该四边形与输入向量场更匹配。 在许多工程分析中，特别是在应用有限元方法时，需要有沿着边界几何或物理现象（如流线方向、冲击边界或力传播方向）排列良好的四边形网格。例如，流体力学模拟中，网格的方向性至关重要，因为它直接影响到计算的准确性和稳定性。通过这种方法，研究人员能够灵活地定制网格，确保其与问题特性紧密对应，从而提高模拟结果的精度。 这项技术不仅对有限元分析中的几何建模具有显著价值，而且也为优化设计过程提供了有力工具。它简化了网格生成的复杂性，节省了工程师的时间，并提高了数值模拟的效率。这种定向的四边形网格转换方法已经成为CAD/CAM领域中一个重要的研究分支，为复杂工程问题的求解提供了技术支持。