Очистить геометрию

Программы для генерации сетки сталкиваются с проблемой решения множества геометрических проблем. Многие из этих проблем можно обобщить как проблемы с конвертацией файлов. Обычно геометрия, используемая в пакете генерации сетки, создается не там, а в одном из многих пакетов САПР. Экспорт этих файлов из САПР в нейтральный формат файла (IGES, STEP, SAT), принятый программным обеспечением для построения сетки, может привести к искажению геометрии. Если пакеты САПР и построения сеток не поддерживают одни и те же форматы файлов, может потребоваться вторая конвертация, что может вызвать еще больше проблем.

Еще одна сложность, вызванная конвертацией файлов - это допуски. Некоторые пакеты САПР рассматривают две точки как совпадающие, если они находятся в пределах 1e-3 единиц, в то время как другие используют 1e-6. Если допуск программного обеспечения для создания сетки меньше, чем допуск пакета CAD, это несоответствие в допуске может привести к тому, что последующие операции модификации геометрии в пакете создания сетки непреднамеренно создадут элементы ленты, с которыми, как правило, трудно и утомительно работать. Эта проблема допуска также вызывает проблемы несовпадения между соседними объемами сборок, препятствуя совместному использованию совпадающей геометрии для создания конформной сетки.

Ошибки моделирования, вызванные пользователем в пакете САПР - это еще одна проблема, которую пакет создания сетки должен исправить. В пакете САПР пользователь может неправильно создать геометрию, что приведет к перекрытию некоторых частей или появлению небольших зазоров между частями, которые должны соприкасаться. Часто эти проблемы обнаруживаются в пакете создания сетки в тот момент, когда невозможно просто вернуться в систему CAD и исправить проблему, поэтому пакет генерации сетки должен быть в состоянии исправить это.

В литературе было предложено несколько подходов к решению проблемы очистки геометрии, но они обычно предоставляют операции, которые автоматически применяются к геометрии после выявления одной или нескольких проблем топологии. Хотя во многих случаях они очень эффективны, они, как правило, не позволяют пользователю контролировать решение этих проблем с САПР, сохраняя при этом возможность автоматизации. Среда ITEM предоставляет инструменты как для диагностики этих общих проблем, так и для предоставления списка решений, из которых пользователь может выбрать, что исправит проблемы.

Для создания сетки части твердотельной модели, которые следует тщательно рассмотреть до создания сетки в целом, обычно попадают в одну из четырех категорий:

Плохое представление геометрии. В результате ошибок конвертации между представлениями САПР могут возникнуть ошибки или различия в способе интерпретации геометрии. В зависимости от серьезности проблемы, иногда сетка может быть сгенерирована даже с неидеальным геометрическим представлением, однако в большинстве случаев эти проблемы должны быть решены до создания сетки.
Мелкие детали в модели. В некоторых случаях в геометрии присутствуют мелкие детали, которые, если их объединить, могут привести к очень маленьким элементам и потенциально огромному количеству элементов в модели. Небольшие кривые и поверхности могут иногда возникать в результате особенностей деталей твердотельной модели, которые могут не потребоваться для анализа, или даже могут быть результатом небрежного построения модели САПР. В любом случае важно удалить или изменить эти элементы перед построением сетки.
Совместимая топология для схемы сетки. Некоторые алгоритмы построения сетки, такие как методы структурирования, отображения и развертки, требуют определенной конфигурации вершин, кривых и поверхностей для работы. Часто требуются операции по разложению геометрии на сетчатую топологию. Другие неструктурированные методы, такие как Замощение и Тетраэдральная сетка, не требуют разложения.
Конформная топология сборок. Сборки деталей часто должны иметь конформную сетку через их интерфейс (то есть общие узлы на общей границе). Отпечаток операций и слияние часто требуются для соединения частей вместе, так что при построении сетки представление будет одной непрерывной сеткой.

Умение распознать, когда существует проблема и какие действия применить для решения проблем в каждой из четырех категорий, описанных выше, действительно является формой искусства и требует значительного опыта, чтобы стать профессионалом. ITEM не заменит опытного пользователя, но он предназначен для того, чтобы предлагать пользователю помощь в процессе, обнаруживая потенциальные проблемы и предлагая решения, которые они могут рассмотреть.