面向可視計(jì)算的模型理解、優(yōu)化與編輯研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，尤其是汽車(chē)造型既要滿足加工制造的技術(shù)要求，又要滿足用戶個(gè)性化需求，是多種特征約束相互平衡的結(jié)果，在實(shí)際工程中每一階段往往是CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)與CAE數(shù)值計(jì)算的循環(huán)迭代過(guò)程。CAD參數(shù)化模型能否反映設(shè)計(jì)意圖，CAE網(wǎng)格模型能否保持幾何模型特征，是否具有較高的網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)設(shè)計(jì)的效率意義重大。在不同的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者關(guān)心的約束特征有所不同，而在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都考慮全部的約束特征將大大提高設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，因此研究汽車(chē)各造型特征對(duì)整體造

2、型的影響，建立汽車(chē)造型特征多級(jí)結(jié)構(gòu)，在造型設(shè)計(jì)過(guò)程中采用逐級(jí)添加特征約束的方法，對(duì)于降低造型設(shè)計(jì)難度，提高設(shè)計(jì)效率具有重要意義。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了基于多級(jí)結(jié)構(gòu)的異構(gòu)模型理解方法、以及基于多級(jí)結(jié)構(gòu)的參數(shù)曲面重構(gòu)與網(wǎng)格重剖分方法，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)格曲面變形。本文的研究工作主要集中于以下幾個(gè)方面:
　　(1)基于多級(jí)結(jié)構(gòu)的模型理解。通過(guò)對(duì)自然界植物葉片的形態(tài)學(xué)分析提出了適用于異構(gòu)模型的多級(jí)結(jié)構(gòu)模型理解方法，并將該

3、方法應(yīng)用到汽車(chē)造型特征線，得到了車(chē)身外造型模型的特征線多級(jí)結(jié)構(gòu)。
　　(2)多級(jí)結(jié)構(gòu)約束的參數(shù)曲面重構(gòu)。其核心為:通過(guò)最低級(jí)的邊界特征建立參數(shù)曲面，其他多級(jí)曲線按照級(jí)別作為曲面的約束。這樣可以按照不同的建模精度要求快速重建參數(shù)曲面。
　　(3)多級(jí)結(jié)構(gòu)約束的網(wǎng)格重剖分。定義了一種多級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)先，輔助曲面為輔的采樣策略，多級(jí)結(jié)構(gòu)采樣中也是按照級(jí)別確定采樣優(yōu)先級(jí)別，最后通過(guò)CDT剖分得到三角網(wǎng)格。
　　(4)多級(jí)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的車(chē)

4、身網(wǎng)格曲面變形。實(shí)現(xiàn)了連續(xù)幾何表示驅(qū)動(dòng)離散網(wǎng)格曲面變形的方法，通過(guò)幾何曲線重采樣的過(guò)程建立起幾何與離散網(wǎng)格的關(guān)系，采用最小二乘法實(shí)現(xiàn)了曲面網(wǎng)格的光順變形。
　　數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，多級(jí)結(jié)構(gòu)約束的參數(shù)曲面重構(gòu)，減少了曲面拼接，提高了參數(shù)曲面的光順性;多級(jí)結(jié)構(gòu)約束的多尺度網(wǎng)格重剖分方法在各個(gè)尺度下均能保持模型的相應(yīng)特征，且網(wǎng)格質(zhì)量較好;多級(jí)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)格曲面變形實(shí)現(xiàn)了參數(shù)曲線對(duì)離散網(wǎng)格直接驅(qū)動(dòng)變形，實(shí)現(xiàn)了脫離參數(shù)曲面直接對(duì)CAE模型的