三角域上的九参B-B插值曲面及其凸性

对三角域上的Bernstein-Bezier多项式曲面片,本文给出了九参C~1插值的显式表示,并将其代入常庚哲和Davis的凸性定理中,得出了判别凸性的充分必要条件。对已知的插值条件,可不求插值曲面而知其是否凸。此显式格式和判别条件都易于在计算机上实现。     

平面非规则曲线匹配的一个判定条件

在平面非规则曲线匹配问题中，扫描平面非规则曲线而可以得到一系列不连续的点，如何尽量准确地求取这些点的曲率是一个难题。把相邻3个不连续点看作一段圆弧上的3点，在此基础上提出了一种求取3点中中间插值点切线的斜率的一种算法，并把这个斜率用到三次Hermite插值曲线中．求取插值点的曲率，每个插值点的曲率由相邻的4个点决定。两条平面非规则曲线上时应点的曲率相等则这两条曲线匹配。最后用扫描碎纸片的几组数据进行了实验，实验结果表明该算法是可行的。     

二维非结构网格生成及其数值模拟

提出一种二维非结构网格生成算法以及一种新的绕翼型的数值计算格式。首先,在Delaunay生成算法的框架下结合了阵面推进算法的优点,从覆盖整个计算区域的三角形着手,给出判断准则,由这些三角形的边直接生成新点,让新点与符合要求的三角形的边的两点相连构成三角形,这样生成的三角形网格具有较好的几何性质;其次,针对二维N0012翼型跨声速绕流问题提出了一种新的计算格式。通过建立插值模板的概念,在每一个模板上运用最小二乘和MUSCL思想相结合的办法针对初始变量构造线性插值多项式,改进了原有的权系数的计算准则,将各插值多项式通过加权平均得到在整个模板集上通用的插值多项式,从而构造出高阶的有限体积格式;最后,计算结果表明本文工作具有一定实际应用价值。     

数字地形数据的二维三次卷积插值

由于数字地形数据库是以网格的形式给出网格点上的地形高度信息，在低空突防轨迹优化过程中，往往需要非网格蹼地形的高度信息和地形曲面的导数，这些都是离散的地形数据库所无法提供的。对二维的地形数据进行插值是解决问题的有效手段。本文提出一种二维离散数据的插值方法－－二维三次卷积插值。该插值函数是地形曲面的三次逼近，具有连续的三阶导数，可以非常好地满足低空突防轨迹优化的需要。仿真结果表明，它具有比双线性插值和     

一种适合于工程应用的准C~1连续Bézier三角曲面及其构造方法

本文比较系统地讨论了Clough-Tocher三角形分割模型在Bézier三角曲面设计中的作用。并从工程应用的角度提出了一种以Clough-Tocher分割为基础,旨在原三角形区域上构造9参数Bézier三角曲面的新方法。这种新的9参数插值不仅能够消除Clough-Tother分割产生的畸变插值区域对插值曲面品质的影响,还能够有效地减轻一般9参数三次Bézier三角曲面片之间的尖端连接。本文将从工程应用的角度把这种插值曲面称为准C~1连续的9参数Bézier三角曲面。在一些实际应用中,这种准C~1连续的插值曲面对3D离散数据的拟合效果是令人满意的。     

一种适合于工程应用的准C^1连续Bezier三角曲面及其构…

本文比较系统地讨论了Ｃｌｏｕｇｈ－Ｔｏｃｈｅｒ三角形分割模型在Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面设计中的作用，并从工程应用的角度提出了一种以Ｃｌｏｕｇｈ－Ｔｏｃｈｅｒ分割为基础，旨在原三角形区域上构造９参数Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面的新方法。这种新的９参数插值不仅能够消除Ｃｌｏｕｇｈ－Ｔｏｃｈｅｒ分割产生的畸变插值区域对插值曲面品质的影响，还能够有效地减轻一般９参数三次Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面片之间的尖端连接。本文将从工     

三元二次样条函数及其计算（I）：高维数据拟合

半节点二次样条是Ｃ＾１类连续的，其二阶导函数是阶梯函数，在半节点处产生跳跃。鉴于此，本文利用最小二乘法，获者了一种半节点二次插值样条边界条件确定方法，该方法可以保证二次插值样条在半节点处二阶导数的变化最小，这相当于保证了曲率的变化最小。为了适应四维数据插值的需要，给出了三元二次插值样条的定义及其样条表示，提出了一种边界条件，证明了其存在唯一性。最后把二次插值样条边界条件确定方法推广到三元二次插值样     

三元二次样条函数及其计算（Ⅰ）——高维数据拟合

半节点二次样条是Ｃ１类连续的，其二阶导函数是阶梯函数，在半节点处产生跳跃。鉴于此，本文利用最小二乘法，获得了一种半节点二次插值样条边界条件确定方法，该方法可以保证二次插值样条在半节点处二阶导数的变化最小，这相当于保证了曲率的变化最小。为了适应四维数据插值的需要，给出了三元二次插值样条的定义及基样条表示，提出了一种边界条件，证明了其存在唯一性。最后把二次插值样条边界条件确定方法推广到三元二次插值样条上去，获得了三元二次插值样条边界条件的确定方法。该方法的意义是，可以直接从插值条件获得边界条件，从而克服了多元样条边界条件难以确定的困难     

民用客机飞行计划基础数据的分析与计算

本文利用经纬度坐标结合大圆航线计算求出两航路点间航段地面距离与空中距离,并对GRIB2气象数据进行解析处理,利用二次拉格朗日插值求出航路点气象信息数据与该航段航路风数据,首次把两者数据结合处理从而解决了制作飞行计划所需的计算基础数据精确度问题,提高了客机使用效率与安全性,增加了航空公司的运营效益。     

平面图形三角形网格的一种自动生成方案

本文对由若干个标准块串联组成的复杂平面图形提供了一个网格全自动生成方案。标准块分四边形和三角形两种。标准块的串联边是直线段,非串联边可以是直线段也可以是曲线段,因此它适用于常见的复杂平面图形,特别适用于再入飞行器端头温度场及热应力计算、发动机喉衬的温度场及热应力计算、大型压力容器颈口区应力分析等,在标准块内采用二次等参变换的方法来确定各节点的坐标值。本文提供的方案的主要优点是:第一、简单方便、只需把平面图形划分为几个标准块并输入与各标准块有关的少数信息就够了。不需人工预先划分单元和对节点作编号,因此它是全自动的。第二、当需要加密单元时,所有标准块的有关输入信息全部不变,只需改变单元控制边长一个数据就够了。因此对研究解的收敛情况特别方便。以上两点是许多通用程序(如SAP-6、7)采用的方案所不能做到的。第三、由于对标准块采用二次等参变换,因此边界模拟精度较高,能准确模拟任意直线段和二次抛物线段,对圆弧和椭圆弧段也能做到相当准确的模拟。第四、单元形状能较好地满足有限元法的要求,节点编号比较合理,即形成的总刚度矩阵带宽最小,要求计算机内存少和计算工作量小。本文提供的全自动网格生成方案与作者于今年6月完成的外载矢量信息的自动生成(在标准块的非串联边界上采用一维二次插值)和节点温度的自动插取(采用二维线性插值)结合在一起使得平面问题和轴对称物体有限元的算前准备工作变得十分简单。     

非结构网格生成技术

描述了非结构网格生成的过程,网格的生成方法基于Delaunay 三角形方法,并对物面附近网格进行拉伸以便获得在边界层内高拉伸比的三角形单元。网格的生成过程分两部分:(1) 按Delaunay 三角形方法生成适于无粘情况下的非结构网格。(2) 对近物面的部分三角形单元进行拉伸,使生成的网格能适用于粘流。使用上述方法本文构造了二维弯管内绕叶栅区域的非结构网格     

飞机外形件三角网格模型光滑B样条曲面重建

综合考虑曲面重建时的拟合精度、曲面片拼接处的连续性和曲面的光顺性等因素,以三角网格模型的双三次B样条曲面重建为例,研究了飞机外形件三角网格模型的分片光滑B样条曲面重建方法。该方法首先采用最小二乘法逼近散乱数据,初步获得分片B样条曲面;然后将光顺准则加权到最小二乘函数中调节曲面光顺程度;最后运用罚函数法保证曲面片边界近似G1连续。将该方法应用于飞机外形件实测数据的曲面重建,误差分析结果验证了方法的有效性。     

混合细分曲面尖锐和半尖锐特征生成

在实际细分曲面造型中，模型初始控制网格经常需要同时用含有三角形和四边形的混合网格来表示。本文主要研究基于三角形和四边形的混合细分曲面的尖锐、半尖锐特征的生成方法。提出一种基于局部修改混合细分规则，把混合细分曲面的尖锐、半尖锐特征生成方式统一起来的自适应细分方法。为了使得多条折痕在相交点是C^1连续，在靠近折痕交点附近运用四点插值细分方法。根据特征处的尖锐程度通过自适应混合细分来实现半尖锐特征效果。实例表明，本算法生成的混合细分曲面尖锐、半尖锐特征效果非常好。     

面向快速原型制造的海量数据模型重建(英文)

根据已有实物的测量数据进行模型重建 ,在机械产品逆向建模、计算机视觉、基于二维轮廓数据的生物外形重建等领域中具有重要应用价值。随着坐标测量设备的发展 ,获取包含被测物体更多细节的海量数据已非常方便 ,但大量的测量点却给模型重建带来了困难。本文首先提出了精度可控的海量数据自动简化算法。为了提高算法的效率 ,文中提出了一个数据集空间划分策略。根据简化后的数据集 ,应用步进立方体方法重建模型的三角网格曲面表示。由于种种原因 ,重建的三角网格模型常常含有不希望有的孔洞。为此 ,本文给出了一个算法产生形状优化的三角片以修补网格模型中的孔洞。经过孔洞修补 ,完全封闭的三角网格模型可以直接输出为快速原型制造中广泛应用的 STL文件。应用实例说明了本文的方法的可行性     

三角网格模型重建中的误差分析与显示

根据实物模型的坐标测量，数据重建模拟的三角网格曲面表示在实践中有着广泛的应用。在许多对精度有较高要求的应用中，对重建网格模型的误差分析是必不可少的。本文提出并实现了一种对重建三角网格模型进行误差分析的方法，该方法首先对网格模型空间进行划分以提高算法的效率，通过计算测量点与网格模型间的最短距离，得到网格模型的误差分布，最后将计算得到的三角网格模型中每个顶点的误差度量转换为相应的颜色表示，并用彩色云图对分析结果进行直观的显示。     

三角网格模型的细分曲面拟合

提出一种用Loop细分曲面拟合三角网格模型的新算法.首先对网格模型进行特征识别,然后把经过简化和形状优化的网格作为拟合细分曲面初始控制网格.通过对控制网格顶点的循环修正、网格形状优化、局部自适应细分来求解拟合细分曲面控制顶点.该算法不仅避免了求解线性方程组,克服了拟合控制网格的扭曲现象,而且达到了用较少的控制网格拟合出反映物体细节特征并满足精度要求的分片光滑(片内除奇异点C1外其余C2连续)的Loop细分曲面的目的.实例表明,该算法用于测量数据的曲面重构是有效可行的.     

基于扫掠法的六面体网格生成算法及实现

提出了一种基于扫掠法的六面体网格生成算法,该算法通过源和目标曲面参数域间的近似最小二乘仿射映射将源曲面的网格投影到目标曲面,并利用背景网格插值的方法计算内结点,从而将2.5维实体生成六面体网格。该算法避免了空间网格投影过程中耗时的“寻根”过程,并且不需要导致效率降低的网格优化,能够处理各种2.5维实体,生成的网格质量较好。     

非结构网格上Euler方程有限体积解法的改进

对二维非结构三角形网格上Euler方程有限体积解法的格点格式进行了一些改进，重点在于提高数值解的精度，细致处理人工粘性项的尺度因子以及对该项建立适当的边界条件；发展一种新的基于最长边剖分的三角形网格自适应加密方法。采取多步Runge—Kutta格式推进、当地时间步长、隐式残值光顺等措施加速迭代收敛。文末给出的数值结果非常接近于参考文献中结构网格上的结果，验证了所发展数值方法的精确性。