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华为发布工业软件三大难题之面向CAE分析的高质量曲面贴体网格的生成问题

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来源:中科院与系统科学研究院——华为π实验室

            难题一:面向装配场景,10万+零件的超大规模几何约束系统的求解问题

难题二:适用于CAD领域的NURBS裁剪曲面自交快速检测

难题三:面向CAE分析的高质量曲面贴体网格的生成问题

技术背景:


高质量曲面网格生成是网格生成技术中核心而关键的一环。现有主流网格生成算法基于的理论完备性存在缺陷,无法保证自动生成高质量网格。为了满足工业界的巨大需求,现有软件或是以大量的人工干预(强交互型软件)换取高质量,或是以牺牲部分精度为代价来换取高效率。因此,基于完备理论的可全自动生成高质量贴体曲面网格的算法具有重要的研究价值。

技术挑战:

在保证网格质量和贴体性的前提下,实现网格全自动生成面临挑战。

  1. 贴体性控制

  2. 奇异点构型自动创建

  3. 网格的正交性控制

  4. 网格质量全局优化算法(克服局部最优陷阱)

  5. 代码复杂度控制(高网格生成效率)

技术诉求:

1、效率

全自动,零人工干预

2、贴体性(几何逼近)

和主流商软相比,贴体性提升20%

3、网格质量

(1)三角形长宽比 <5

(2)三角形内角最小值 >30°

(3)三角形内角最大值 <100°

(4)三角形偏斜度 >60°

(5)四边形长宽比 <5

(6)四边形内角最小值 >45°

(7)四边形内角最大值 <120°

(8)四边形偏斜度 >60°

(9)四边形翘曲度 <10°

(10)四边形雅可比 >0.7

参考文献:

[1] Frey, Pascal & George, Paul. (2008). Mesh Generation: Application to Finite Elements: Second Edition. 10.1002/9780470611166.

[2]  Timothy J. Baker, Mesh generation: Art or science?, Progress in Aerospace Sciences, Volume 41, Issue 1,2005, Pages 29-63.

[3] Bommes, D., Lévy, B., Pietroni, N., Puppo, E., Silva, C., Tarini, M., & Zorin, D. (2021). Quad Meshing and Processing: A Survey. Computer Graphics Forum, 40(2), 287-324. doi: 10.1111/cgf.14209

[4] S.H.LO (1985),A new mesh generation scheme for arbitrary planardomains,Int.J. Numer. Methods Eng., 21,1403-1426.

[5]  Lee, D. T., & Schachter, B. J. (1980). Two algorithms for constructing a Delaunay triangulation. International Journal of Computer & Information Sciences, 9(3), 219-242.

[6]  Klberer F, Nieser M, Polthier K. QuadCover - Surface Parameterization using Branched Coverings[J]. Computer Graphics forum, 2007, 9:375-384.

[7] Li, Huibin & Zeng, Wei & Morvan, J. - M. & Chen, Liming & Gu, Xianfeng. (2013). Surface Meshing with Curvature Convergence. IEEE transactions on visualization and computer graphics. 20. 10.1109/TVCG.2013.253.

[8]  Xianfeng David Gu. Feng Luo. Jian Sun. Tianqi Wu. "A discrete uniformization theorem for polyhedral surfaces." J. Differential Geom. 109 (2) 223 - 256, June 2018. 

[9] Zheng X, Zhu Y, Lei N, et al. Quadrilateral Mesh Generation III: Optimizing Singularity Configuration Based on Abel-Jacobi Theory[J]. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2021, 387:114-146.


来源:山涧果子
MeshingACTANSACONVERGEUM理论控制曲面装配
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首次发布时间:2025-01-20
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山涧果子
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俄罗斯PLM组件:C3D实验室中国行2023#柏楚电子#芯钬量子#量匠制造#

C3D Labs 由计算机辅助设计 (CAD) 领域经验丰富的管理人员、程序员和研究生级专家领导。他们的员工精通 С++ 编程语言,并且拥有丰富的高等数学知识。他们成功地将知识应用于实践,例如使用数值方法解决数学问题以及实现 C3D Toolkit 中包含的 API。C3D Toolkit是最初由ASCON Group开发的几何建模工具包,现在由 C3D Labs 开发,使用C++并用Visual Studio编写。C3D Toolkit 负责构建和编辑几何模型。它可以被其他公司许可用于他们的3D 计算机图形软件产品。通常使用 C3D Toolkit 的最广为人知的软件是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM) 和计算机辅助工程(CAE) 系统。苏俄数理学院独特的高水平在世界范围内得到普遍认可,但遗憾的是,其市场技术化身却很少能准确地获得全球认可。此类全球成就包括 Nikolai Golovanov 与 3D 建模器相关的工作,该工作于多年前出现并开始作为 Asconov 的 KOMPAS-3D 的几何核心,并且最近被广泛称为自分布式 C3D 核心。俄罗斯#С3DLabs团队于 10 月 18 日至 24 日访问中国(上海和深圳):与现有和潜在客户进行谈判 访问我们合作伙伴的办公室,例如#BOCHU(柏楚电子)和#GMPT(芯钬量子),以及#量匠智造。在#ECNU(华东师范大学闵行校区数学科学学院报告厅)进行几何建模讲座 (此外,C3D Labs 首席执行官 Oleg Zykov 向观众介绍了该公司、其历史和活动。(这次活动由柏楚电子组织))我们感谢我们的合作伙伴热烈欢迎!【关于C3D】Ascon俄罗斯最大的MCAD公司,Nikolai是Ascon负责开发算法内核的总架构师,开发了Ascon的C3D几何内核。C3D内核目前是俄罗斯唯一的本土几何内核,目前该内核是全球范围内少数CAD几何算法内核之一。C3D实验室主任Oleg Zykov 和 Nikolay Golovanov (几何建模作者,ASCON, C3D)2023年10 月 20 日,C3D Labs 首席架构师 Nikolay Golovanov 在上海华东师范大学 (#ECNU ) 举办了一场讲座。此次讲座聚集了约 100 人——来自中国顶尖大学的学生和教师。来源:山涧果子

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