自由曲面建筑网格划分及连接节点

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 网格划分研究现状 2

1.2.1 网格划分概述 2

1.2.2 规则的网格划分算法 3

1.2.3 高质量的网格划分算法 5

1.2.4 特征保持的网格划分算法 7

1.2.5 物理模拟的网格划分算法 8

1.2.6 建筑上的网格划分算法 9

1.3 软件开发现状 11

1.3.1 图形算法库 11

1.3.2 网格处理算法库 12

1.3.3 三维建模与处理软件 13

第2章 几何基础 15

2.1 引言 15

2.2 几何表示 15

2.2.1 NURBS表示 16

2.2.2 离散表示 20

2.2.3 表示方式的转换 21

2.3 几何算法 21

2.3.1 Voronoi图及Delaunay三角剖分 22

2.3.2 *面上*线的拟合及*线划分 22

2.3.3 *面上*线的调整 24

2.3.4 *面调整方法 27

2.4 本章小结 28

第3章 基于映射和推进的单*面建筑网格划分 29

3.1 映射法生成网格 29

3.1.1 参数域连线并映射 29

3.1.2 算例分析 30

3.2 映射推进法 34

3.3 本章小结 39

第4章 基于自定义单元法的单*面建筑网格划分 40

4.1 *面特征识别及参数域节点推进方向的确定 40

4.2 单元自定义及网格拓扑的参数化表达 42

4.3 映射度量及节点参数坐标的确定 44

4.4 参数网格映射 48

4.5 自定义单元法建筑网格划分算例 49

4.5.1 沿参数域v向推进的*面网格划分 49

4.5.2 沿参数域u向推进的*面网格划分 51

4.5.3 沿参数域对角线方向推进的*面网格划分 53

4.6 本章小结 55

第5章 基于引导线的建筑网格划分 56

5.1 引言 56

5.2 空间*面引导线推进法 56

5.2.1 引导线定义 56

5.2.2 引导线推进法 57

5.2.3 算例分析 62

5.3 改进的引导线法 69

5.4 本章小结 74

第6章 基于*面展开的建筑网格划分 75

6.1 自由*面的展开 76

6.1.1 面积变化*小准则 77

6.1.2 *面展开步骤 78

6.1.3 *面展开实例 80

6.2 二维平面的网格划分 81

6.3 平面网格的空间映射 83

6.4 算例分析 84

6.5 本章小结 87

第7章 基于映射和双向等分的网格生成方法 89

7.1 引言 89

7.2 基本算法 89

7.2.1 前处理 89

7.2.2 点阵布置 91

7.2.3 后处理 91

7.3 算法完善 92

7.3.1 边界线数量调整 92

7.3.2 分块网格划分及缩格处理 93

7.3.3 固定点设置 94

7.3.4 复杂边界处理 95

7.4 对比分析 97

7.5 本章小结 98

第8章 基于映射和拟桁架法的三角形网格划分 100

8.1 引言 100

8.2 算法概述及网格划分程序 100

8.3 边界适应性及网格调控 106

8.4 映射畸变的改善方法 115

8.5 算例分析 119

8.6 本章小结 122

第9章 基于均匀布点与细分的网格划分算法 124

9.1 引言 124

9.2 初始布点 124

9.3 基于空间距离的均匀化 124

9.4 基于空间距离的网格生成 126

9.5 拓扑调整及网格的细分 127

9.6 算例分析 129

9.7 本章小结 136

第10章 基于*面分片和重构的网格划分 138

10.1 引言 138

10.2 区域识别方法 139

10.2.1 **多边形构造算法 139

10.2.2 多边形构造算法的改进 139

10.3 *面重构方法 141

10.3.1 NURBS*面构造算法 142

10.3.2 采样方法 143

10.4 算例分析 145

10.5 本章小结 147

第11章 复杂自由*面的拟合及网格划分 148

11.1 基于NURBS的线面求交法 148

11.2 基于NURBS的面面求交法 151

11.3 *面拟合 153

11.4 基于测地线的网格划分 156

11.4.1 测地线方程的建立 157

11.4.2 非线性方程组的求解 159

11.4.3 测地线网格的生成 164

11.5 算例与比较 166

11.5.1 两种求交方法的比较 166

11.5.2 传统方法与基于*面拟合的映射法比较 168

11.5.3 传统方法与基于*面拟合的测地线法比较 170

11.6 本章小结 173

第12章 基于气泡吸附和Delaunay三角法的三角形网格划分算法 175

12.1 引言 175

12.2 NURBS*线的离散化 175

12.3 平面图的网格化 179

12.4 NURBS*面的网格化 180

12.5 多重*面的网格化 183

12.6 拓展气泡模型 185

12.7 网格大小调控 186

12.8 对比分析 190

12.9 本章小结 192

第13章 基于离散化的多重*面网格划分算法 194

13.1 引言 194

13.2 基于近似测地距离的离散*面Voronoi图计算方法 195

13.3 *面离散及初始布点 198

13.4 点阵均匀化 201

13.5 基于近似测地距离的离散*面网格生成及细分 205

13.6 算例分析 205

13.6.1 基准算例——半球壳 205

13.6.2 月牙形*面 207

13.6.3 某项目屋顶船形*面 208

13.6.4 杭州奥体中心游泳馆屋顶*面 214

13.6.5 花瓣状*面 216

13.6.6 海螺状*面 218

13.6.7 **斯坦福兔子 219

13.7 本章小结 221

第14章 基于物理模拟和拓扑调整的三角形网格划分 222

14.1 引言 222

14.2 网格生成 222

14.3 拓扑优化 224

14.4 网格松弛 231

14.5 网格细分 232

14.6 算例分析 234

14.7 本章小结 238

第15章 多重*面的自适应网格划分算法 240

15.1 引言 240

15.2 网格评价 240

15.3 网格生成 244

15.4 网格调控 246

15.5 算例分析 249

15.6 本章小结 250

第16章 自由*面四边形网格平面化 252

16.1 引言 252

16.2 基于弹簧质点模型的四边形网格平面化 253

16.3 算例分析 257

16.4 基于*面约束映射方法的四边形网格平面化 261

16.5 本章小结 266

第17章 自由*面网格结构钢制盖板节点 267

17.1 引言 267

17.2 钢制盖板节点试验 267

17.3 钢制盖板节点有限元分析 274

17.3.1 模型网格划分 274

17.3.2 建立接触模型 276

17.3.3 有限元数值模拟结果 277

17.3.4 分析结果与试验对比 280

17.4 钢制盖板节点承载力计算 282

17.4.1 轴压力作用下盖板节点的承载力 282

17.4.2 弯矩作用下盖板节点的承载力 290

17.4.3 弯矩轴力共同作用下盖板节点的承载力 302

17.4.4 有限元结果验证 309

17.5 本章小结 310

第18章 工字形截面圆柱筒装配式节点 312

18.1 工字形截面圆柱筒装配式节点简介 312

18.2 工字形截面圆柱筒装配式节点试验 316

18.2.1 工字形截面圆柱筒装配式节点试验设计 316

18.2.2 材性试验 318

18.2.3 弯剪试验研究 322

18.2.4 压弯试验研究 328

18.3 工字形截面圆柱筒装配式节点有限元模拟 336

18.4 工字形截面圆柱筒装配式节点的性能 342

18.5 本章小结 353

第19章 矩形不锈钢管圆柱筒装配式节点 354

19.1 不锈钢连接节点研究现状 354

19.2 矩形不锈钢管圆柱筒装配式节点试验研究 356

19.2.1 矩形不锈钢管圆柱筒装配式节点介绍 356

19.2.2 矩形不锈钢管圆柱筒装配式节点试验 357

19.3 矩形不锈钢管圆柱筒装配式节点理论分析 364

19.4 节点抗弯承载力计算公式 372

19.5 本章小结 374

参考文献 375