一种基于自定义单元法的自由曲面建筑网格划分方法

摘要

本发明公开了一种基于自定义单元法的自由曲面建筑网格划分方法。该方法网格划分以网格节点为对象进行推进，其过程包括：（1）节点推进参数方向确定、（2）网格单元定义、选择和组装、（3）参数网格映射。其中，节点推进参数方向确定选择曲面形状特征变化明显参数方向作为节点推进方向；网格单元定义、选择和组装是指在参数域进行网格单元形式自定义，并根据曲面特征进行单元选择和组装，确定节点参数坐标和拓扑信息；参数网格映射到自由曲面，形成空间网格。本发明实现了对任意复杂自由曲面的建筑网格自动化划分，生成网格形式多样，大小均匀，满足建筑的美学要求和视觉效果，方法灵活可控，通用性强。

主权项

一种基于自定义单元法的自由曲面建筑网格划分方法，其特征在于包括以下步骤：1）根据自由曲面特征确定节点推进参数方向，选择曲面特征变化明显的参数方向作为节点推进方向，对曲面特征变化不明显的自由曲面，节点推进方向可沿u向、v向或参数域对角线方向的任一方向进行；2）根据上下代节点演化规律进行参数域建筑网格单元定义，分别定义“分生”“共生”参数域建筑网格单元，确定参数域建筑网格拓扑类型，丰富参数域建筑网格形式；3）确定同代节点所在参数线，根据节点推进步步数nstep，取nstep+1个基准点沿步骤1）节点推进方向所在参数线布点，采用二分法循环调整基准点中间点坐标，使各相邻基准点在黎曼度量下的曲面距离相等，确定基准点参数坐标，各基准点所在处与步骤1）节点推进方向的正交参数线为各同代节点所在参数线；4）初始节点数量作为参数域建筑网格规模参数自定义，初始节点沿步骤3）确定的同代节点所在参数线布置，并采用步骤3）相同方式调节节点参数坐标，使初始节点相邻节点间曲面距离相等；5）参数域建筑网格单元节点推进，形成参数域建筑网格；6）映射具有拓扑不变性，步骤5）中的参数域建筑网格映射前后拓扑不变，将参数域建筑网格节点坐标代入NURBS模型，得到自由曲面建筑网格。