有限元弹性计算驱动的全六面体网格生成技术

"基于有限元弹性变形运算的全六面体网格生成方法研究 (2011年)。本文提出了一种新的全六面体网格生成技术，以映射法为起点，结合网格划分经验，通过有限元弹性计算来确定内部节点位置。这种方法首先选取物体轮廓的初始网格，然后强制表面节点变形到目标曲面，接着检查和调整单元质量以生成高质量的全六面体网格。论文通过在复杂的马头门模型上的应用验证了该方法的可行性。" 这篇2011年的研究论文主要探讨了一种创新的全六面体网格生成方法，它基于映射法和有限元弹性变形计算。在数值分析特别是三维几何建模中，构建高精度的网格至关重要，而全六面体网格因其结构稳定性和计算效率成为首选。尽管已有多种生成全六面体网格的技术，但它们往往面临算法复杂、适用性有限的问题。 作者邹静倡和纪洪广提出的新方法简化了这一过程，不再依赖复杂的理论推导，而是利用已知的简单网格进行直接变形，生成复杂的三维网格。他们首先根据物体边界选取初始的网格结构，然后通过设定表面节点的强制变形，使其贴合目标形状。接着，通过有限元法进行弹性计算，以确定网格内部节点的位置。这种方法强调了对单元质量的检查和调整，以确保生成的网格具有良好的几何光滑度和数值稳定性。 在论文中，作者以一个实际的工程问题——煤矿立井马头门硐室的三维建模为例，展示了该方法的应用。马头门的几何形状复杂，传统方法可能难以处理，但通过新方法，成功地构建了全六面体网格，验证了其有效性和实用性。此外，论文还提到了几个常用的三维网格划分方法，如映射法、八叉树法、三角剖分法和推进波前法，并指出映射法在有限元分析中的广泛应用。 这篇研究论文为三维网格生成提供了一个新的思路，即利用有限元弹性变形运算简化网格生成过程，提高了对于复杂几何形状的适应性，对于数值模拟和工程计算领域具有重要的理论和实践价值。