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IGA适用于平面参数化,并简化了闭合形式的多边形的斑块结构。 (英语) Zbl 1507.65274号

概要:等几何分析(IGA)合适的参数化的一个主要挑战是有效地将复杂的计算域分解为少量无内部奇异性的高质量IGA合适的补丁。针对具有任意拓扑结构的域,我们提出将框架场和多面结构相结合,从而得到一个与框架场相关的结构,该框架场在任何地方都是局部可积的,即闭合微分形式或闭合形式。这种结构比常见的多面结构更一般,但也没有内部奇异性,这使得它适合于IGA,因为它通常具有较少的不需要的边界角点和低失真。由于IGA在参数化结构中倾向于使用少量的面片,我们进一步提出了一种带畸变控制的面片简化方法。简化中的一个关键挑战是防止生成的补丁退化。以前的方法依赖于域的网格来描述非退化条件。与之形成鲜明对比的是,我们的方法只使用了域的边界,这明显提高了效率,因为变量的数量要少得多。通过求解带有一组自动构造的不等式约束的约束优化问题,解决了这种仅边界策略中的斑块退化问题。我们证明了这样的约束足以使常见的多正方形结构同胚于输入形状。我们还证明了它可以防止闭合形式多面体结构的补丁退化,并且可以扩展应用于3D闭合形式多角体。还提供了使用具有C^1约束的双二次B样条曲面的数值实验,以证明将所得平面参数化应用于IGA应用的准确性。

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65牛顿50 涉及偏微分方程的边值问题的网格生成、细化和自适应方法
65D18天 计算机图形、图像分析和计算几何的数值方面
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参考文献:

[1] 徐,G。;李,M。;穆兰,B。;Rabczuk,T。;徐,J。;Bordas,S.P.,通过区域划分和全局/局部优化从复杂cad边界构建IGA适用的平面参数化,计算。方法应用。机械。工程,328175-200(2018),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782516313305 ·Zbl 1439.65200
[2] 徐,G。;穆兰,B。;杜维涅奥,R。;Galligo,A.,等几何分析中计算域的参数化:方法和比较,计算。方法应用。机械。工程,200,23,2021-2031(2011),URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782511001101 ·Zbl 1228.65232号
[3] 马云(Ma,Y.)。;Ma,W.,非结构化四边形网格的细分方案,用于等几何分析,具有改进的收敛速度,Graph。模型,106,第101043条pp.(2019),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1524070319300347
[4] Pilgerstorfer,大肠杆菌。;Jüttler,B.,《限制等几何分析中区域参数化和节点间距对数值稳定性的影响》,计算。方法应用。机械。工程,268,589-613(2014),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782513002466 ·Zbl 1295.65116号
[5] 肖,S。;Kang,H。;傅晓明。;Chen,F.,通过PolySquare增强的区域划分计算IGA适用的平面参数化,计算。辅助Geom。设计,62,29-43(2018),第十二届几何建模与处理国际会议(GMP),2018年4月9日至11日,德国亚琛·Zbl 1505.65104号
[6] Chen,L。;徐,G。;王,S。;施,Z。;Huang,J.,基于复杂形状的多管体结构的有向图简化构造体积参数化,计算。方法应用。机械。工程,351,422-440(2019)·Zbl 1441.65115号
[7] 高,X。;邓,Z。;Chen,G.,对齐基复合体的六面体网格重新参数化,ACM Trans。图表。,34, 4 (2015) ·Zbl 1334.68247号
[8] 高,X。;Panozzo,D。;Wang,W。;邓,Z。;Chen,G.,六角重新啮合的鲁棒结构简化,ACM Trans。图表。,36, 6 (2017)
[9] 徐,G。;Ring,R。;张义杰。;肖,Z。;季,Z。;Rabczuk,T.,通过加权排序简化六面体网格的奇异结构,计算。辅助设计。,130,第102946条pp.(2021),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S00104485201301391
[10] 格雷格森,J。;Sheffer,A。;Zhang,E.,通过体积PolyCube变形生成所有六边形网格,计算。图表。论坛,30,151407-1416(2011),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.111/j.1467-8659.2011.02015.x,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.111/j.1467-8659.2011.02015.x
[11] 黄,J。;姜涛(Jiang,T.)。;施,Z。;Tong,Y。;Bao,H。;Desbrun,M.,\(\ell_1\)-基于复杂形状的多立方体映射构造,ACM Trans。图表。,33, 3 (2014) ·Zbl 1322.68223号
[12] 塔里尼,M。;霍曼,K。;Cignoni,P。;蒙塔尼,C.,多立方体地图,ACM Trans。图表。,23, 3, 853-860 (2004)
[13] 方,X。;徐伟(Xu,W.)。;Bao,H。;Huang,J.,使用闭合诱导多管的All-hex网格划分,ACM Trans。图表。,35, 4 (2016)
[14] 科恩,E。;马丁·T。;Kirby,R。;Lyche,T。;Riesenfeld,R.,分析感知建模:理解等几何分析建模中的质量注意事项,Comput。方法应用。机械。Eng.,199,5,334-356(2010),计算几何与分析,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782509003089 ·Zbl 1227.74109号
[15] 徐,G。;穆兰,B。;杜维涅奥,R。;Galligo,A.,三维等几何分析中计算域的优化分析软件参数化,计算。辅助设计。,45,4,SI,812-821(2013)
[16] 徐,G。;穆兰,B。;杜维涅奥,R。;Galligo,A.,等几何分析中计算域的参数化:方法和比较,计算。方法应用。机械。工程,200,23,2021-2031(2011),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782511001101 ·Zbl 1228.65232号
[17] 侯赛尼,S.F。;哈希米安,A。;Real,A.,《用于几何构造和精确模拟等几何空间曲梁的节点放置技术研究》,计算。方法应用。机械。工程,360,第112705条pp.(2020),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782519305936 ·兹比尔1441.74247
[18] Nguyen,V.P。;柯弗里登,P。;博尔达斯,S.P。;Rabczuk,T.,等几何分析,使用新的偏移算法Compute,对复合面板进行合适的三变量NURBS表示。辅助设计。,55、49-63(2014),网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010448514000980
[19] Speleers,H。;Manni,C.,基于Powell-sabin样条优化等几何分析中的区域参数化,J.Compute。申请。数学。,289,68-86(2015),第六届工程高级计算方法国际会议(ACOMEN 2014),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377042715001776 ·兹比尔1317.65055
[20] 年,X。;Chen,F.,基于teichmüller映射的等几何分析平面域参数化,计算。方法应用。机械。工程,311,41-55(2016),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782516308179 ·Zbl 1439.65189号
[21] 王,X。;钱,X.,构建三元B样条实体的优化方法,计算。辅助设计。,46179-191(2014),2013年SIAM几何和物理建模会议,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001044851300170X
[22] 潘,M。;陈,F。;Tong,W.,等几何分析平面区域的低秩参数化,计算。辅助Geom。设计,63,1-16(2018),URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167839618300487 ·Zbl 1441.65016号
[23] 潘,M。;Chen,F.,用于等几何分析的体积域的低秩参数化,计算。辅助设计。,11482-90(2019),网址https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010448519301824
[24] 潘,M。;陈,F。;Tong,W.,等几何分析的体积样条参数化,计算。方法应用。机械。工程,359,第112769条pp.(2020),URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782519306619 ·Zbl 1441.65021号
[25] 埃斯科瓦尔,J。;Cascón,J。;罗德里格斯,E。;黑山,R.,基于网格优化的三元T样条实体建模新方法,计算。方法应用。机械。工程,200,45,3210-3222(2011),网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782511002386 ·Zbl 1230.74223号
[26] Zhang,Y。;Wang,W。;Hughes,T.J.,基于零生成几何边界表示的实体T样条构造,计算。方法应用。机械。工程,249-252185-197(2012),高阶有限元和等几何方法,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782512000254 ·兹比尔1348.65057
[27] 徐,J。;陈,F。;邓,J.,基于骨架计算的二维区域分解,用于参数化和等几何分析,计算。方法应用。机械。Eng.,284,541-555(2015),等几何分析专刊,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782514003491 ·Zbl 1425.65189号
[28] Buchegger,F。;Jüttler,B.,通过补丁邻接图进行平面多匹配域参数化,计算。辅助设计。,82,2-12(2017),等角设计与分析,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S010448516300483
[29] 巴斯特,B。;Slabá,K.,基于脂肪骨骼进化的等几何分析的平面多匹配域参数化,计算。方法应用。机械。工程,385,文章114045 pp.(2021),URLhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782521003765 ·Zbl 1502.65100号
[30] 徐,G。;穆兰,B。;杜维涅奥,R。;Galligo,A.,等几何应用中多块计算域的适用于分析的体积参数化,计算。辅助设计。,45, 2, 395-404 (2013)
[31] 马丁·T。;科恩,E。;Kirby,R.,体积参数化和使用调和函数的三变量B样条拟合,计算。辅助Geom。Design,26,6,648-664(2009),实体和物理建模2008,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167839608000939 ·Zbl 1205.65094号
[32] Wang,W。;Zhang,Y。;刘,L。;Hughes,T.J.R.,由任意亏格拓扑的边界三角形构造三元实体T样条,计算。辅助设计。,45, 2, 351-360 (2013)
[33] 徐,G。;郭,T.-H。;Wang,C.C.,具有拓扑一致性体积参数化的复杂对象的等几何计算重用方法,计算。辅助设计。,91,1-13(2017),网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010448517300477
[34] 林,J。;金,X。;风扇,Z。;Wang,C.C.L.,《自动多边形地图》,(Chen,F.;Juttler,B.,《几何建模与处理进展》,《计算机科学讲义》,第4975卷(2008年),Springer),3-16,第五届几何建模与加工国际会议(GMP 2008),浙江大学,中国杭州,2008年4月23日至25日
[35] 他,Y。;Wang,H。;傅成伟。;Qin,H.,自动多立方体地图构建的分治方法,计算。图表。,33,3,SI,369-380(2009),IEEE形状建模与应用国际会议,清华大学,中国北京,2009年6月26-28日
[36] Bommes,D。;Zimmer,H。;Kobbelt,L.,混合积分四边形,ACM Trans。图表。,28, 3, 1-10 (2009)
[37] Liao,T。;徐,G。;Zhang,Y.J.,使用基于特征函数的交叉场的表面参数化中的结构对准制导估计,图。型号,76、6、691-705(2014),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1524070314000514
[38] 帕诺佐博士。;Puppo,E。;塔里尼,M。;Sorkine-Hornung,O.,《框架场:各向异性和非正交交叉场》,ACM Trans。图表。,33, 4 (2014) ·Zbl 1396.65060号
[39] 刘,L。;Zhang,Y。;刘,Y。;Wang,W.,使用基于骨架的多立方体构建保留特征的T网格,计算。辅助设计。,58、162-172(2015),《2014年实体和物理建模》,URL网址:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S010448514001894
[40] 胡克。;张义杰。;Liao,T.,基于广义形心voronoi细分的多立方体构造曲面分割,计算。方法应用。机械。Eng.,316,280-296(2017),等几何分析专刊:进展与挑战,URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782516307265 ·Zbl 1439.65028号
[41] 胡克。;Zhang,Y.J.,基于质心voronoi细分的自适应全六面体网格生成多面体构造,计算。方法应用。机械。工程,305,405-421(2016),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782516301037 ·Zbl 1425.65204号
[42] 普罗泰斯,F。;Reberol,M。;雷,N。;科尔曼,E。;Ledoux,F。;Sokolov,D.,多立方体映射的鲁棒量化(2020),https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03076711/document
[43] 塔里尼,M。;Puppo,E。;Panozzo,D。;Pietroni,N。;Cignoni,P.,用于场对齐网格参数化的简单四边形域,ACM Trans。图表。,30, 6, 1-12 (2011)
[44] Bommes,D。;Lempfer,T。;Kobbelt,L.,四边形网格的整体结构优化,计算。图表。论坛,30,2,375-384(2011),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.111/j.1467-8659.2011.01868.x,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.111/j.1467-8659.2011.01868.x
[45] Bommes,D。;Lévy,B。;Pietroni,N。;Puppo,E。;席尔瓦,C。;塔里尼,M。;Zorin,D.,《四边形网格生成和处理:一项调查》,《计算》。图表。论坛,32,6,51-76(2013),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/cgf.12014,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/cgf.12014
[46] 坎彭,M。;博姆斯博士。;Kobbelt,L.,《双回路啮合:歧管上的高质量四边形布局》,ACM Trans。图表。,31, 4 (2012)
[47] Cherchi,G。;利维苏,M。;Scateni,R.,《曲面和体积粗略布局的多管简化》,计算。图表。论坛,35,5,11-20(2016),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.111/cgf.12959,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/cgf.12959
[48] 尼瑟,M。;美国Reitebuch。;Polthier,K.,CubeCover–3D体积参数化,计算。图表。论坛,30,5,1397-1406(2011),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1467-8659.2011.02014.x,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.111/j.1467-8659.2011.02014.x
[49] Arya,S。;芒特,D.M。;内塔尼亚胡,新南威尔士州。;西尔弗曼,R。;Wu,A.Y.,一种近似最近邻搜索固定维数的优化算法,J.ACM,45,6,891-923(1998)·Zbl 1065.68650号
[50] 芒特,D.M。;Arya,S.,ANN:近似最近邻居(2010),URL网址:https://www.cs.umd.edu/安装/ANN/
[51] Aigerman,N。;Poranne,R。;Lipman,Y.,无缝曲面映射,ACM Trans。图表。,34, 4 (2015) ·Zbl 1334.68234号
[52] 姜涛(Jiang,T.)。;方,X。;黄,J。;Bao,H。;Tong,Y。;Desbrun,M.,通过量度定制生成框架字段,ACM Trans。图表。,34, 4 (2015) ·Zbl 1334.68254号
[53] 帕拉西奥斯,J。;Zhang,E.,表面旋转对称场设计,ACM Trans。图表。,26、3、55-es(2007年)
[54] 雷,N。;瓦莱特,B。;Li,W.C。;Lévy,B.,N对称方向场设计,ACM Trans。图表。,27, 2 (2008)
[55] 迪亚曼蒂,O。;瓦克斯曼,A。;Panozzo,D。;Sorkine-Hornung,O.,用复多项式设计N-PolyVector字段,计算。图表。论坛,33,5,1-11(2014)
[56] Bochkanov,S。;Bystritsky,V.,Alglib(2020),网址网址:http://www.alglib.net/
[57] 刘海英。;傅晓明。;Ye,C。;Chai,S。;Liu,L.,有限包装效率的Atlas精化,ACM Trans。图表。,38, 4 (2019)
[58] Zhu,Y。;Bridson,R。;Kaufman,D.M.,用于畸变优化的混合固化准牛顿,ACM Trans。图表。,37,4(2018)
[59] 史密斯,J。;Schaefer,S.,带自由边界的双射参数化,ACM Trans。图表。,34, 4 (2015) ·Zbl 1334.68266号
[60] 艾普斯坦,D。;古德里奇,M.T。;Kim,E。;Tamstorf,R.,《摩托车图:标准四边形网格划分》,计算。图表。论坛,27,5,1477-1486(2008),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.111/j.1467-8659.2008.1288.x,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.111/j.1467-8659.2008.1288.x
[61] Cherchi,G。;Alliez,P。;Scateni,R。;里昂,M。;Bommes,D.,多子体六面体网格的选择性填充,计算。图表。论坛,38,1,580-591(2019),arXiv:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.111/cgf.13593,URLhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/cgf.13593
[62] 埃布克,H.-C。;Bommes,D。;坎彭,M。;Kobbelt,L.,QEx:稳健的四边形网格提取,ACM Trans。图表。,32, 6 (2013)
[63] Lin,H。;王,G。;Dong,C.,构建迭代非均匀B样条曲线和曲面以拟合数据点,科学。中国Ser.:信息科学。,47315-331(2004年)·Zbl 1186.65020号
[64] Piegl,L。;Tiller,W.,《NURBS书》(1997),斯普林格出版社·Zbl 0868.68106号
[65] Farin,G.E.,《计算机辅助几何设计的曲线和曲面》(1988),学术出版社·Zbl 0694.68004号
[66] Schwarz,W.M.,《C1-多批次BEZIER曲面的平滑》(1993),施普林格维也纳·Zbl 0852.68097号
[67] Cottrell,J.A。;休斯·T·J·R。;Bazilevs,Y.,《等几何分析:走向CAD和FEA的集成》(2009),Wiley·Zbl 1378.65009号
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