Перейти к статье

 

Малые особенности в модели

Область удаления небольших элементов в ITEM направлена на выявление и удаление малых особенностей в модели, которые либо препятствуют построению сетки, либо вызывают чрезмерное разрешение сетки возле небольшого элемента. Небольшие особенности могут быть результатом перевода моделей из одного формата в другой или могут быть преднамеренными конструктивными особенностями. Независимо от происхождения, для создания высококачественной сетки часто приходится удалять малые особенности.

ITEM распознает малые особенности, которые попадают в четыре классификации:

Эти операции могут включать в себя реальные, виртуальные или комбинацию обоих типов операций для удаления этих особенностей. Виртуальная операция - это операция, при которой модель САПР не изменяется, а изменяется топология наложения в исходной модели САПР. С другой стороны, реальные операции напрямую изменяют модель САПР. Если реальные операции выполняются ядром твердотельного моделирования, на котором построен CAE Fidesys, виртуальные операции предоставляются CGM Trelis ( Tautges, 00 ) и реализуются независимо от ядра твердотельного моделирования. Ниже описывается диагностика для поиска каждой из четырех классификаций малых особенностей и методы их удаления.

Малые кривые

Диагностика:  Небольшие кривые можно найти путем простого сравнения каждой длины кривой в модели с заданным пользователем характерным малым размером кривой. Эпсилон по умолчанию ( e ) автоматически рассчитывается как 10% от указанного пользователем размера сетки, но может быть изменен пользователем.

Решение:  ITEM предлагает три различных решения для устранения малых кривых на модели. Первое решение использует виртуальную операцию для составных поверхностей. Две поверхности около малой кривой часто можно объединить вместе, чтобы устранить малую кривую, как показано на рисунке 1 (а).

Второе решение для устранения малых кривых - это операция разбиение (collapse) кривой. Эта операция сочетает в себе разбиение и композицию поверхностей около vfkjq кривой для создания топологии, которая похожа на соединение двух концов кривой в одну точку. Разделение может быть выполнено как реальной, так и виртуальной операцией. Рисунок 1 (b) иллюстрирует данный случай.

Третье решение для устранения малых кривых - это операция удаления топологии. Эту операцию можно представить как вырезание области вокруг небольшой кривой с последующим восстановлением поверхностей и кривых в вырезанной области так, чтобы малые кривые больше не существовали. ( Clark, 07 ) предоставляет подробное описание операции удаления топологии. Эта операция в большей степени влияет на фактическую геометрию модели, поскольку она переопределяет поверхности и кривые вблизи небольшой кривой. Реконструкция кривых и поверхностей выполняется с использованием реальных операций, за которыми следуют слияния/объединения (composites), чтобы удалить лишнюю топологию, появившуюся во время операции. На рисунке 1 (c) показаны результаты с использованием операции удаления топологии.

Рис. 1 Три оператора, используемые для удаления небольших кривых: (а) составной (composite); (б) кривая разделения (collapse); (c)удаление топологии

Малые и узкие поверхности

ITEM также решает проблему малых и узких поверхностей. Обе они рассматриваются одинаково и описаны здесь.

 Диагностика. Малые поверхности обнаруживаются путем сравнения площади поверхности с характерной малой площадью . Характерная малая площадь определяется просто как квадрат характерной небольшой длины кривой или e 2 .

 Узкие поверхности отличаются от поверхностей с узкими областями тем, что последние могут быть разделены таким образом, что узкая область отделена от остальная поверхность. Узкие поверхности сами по себе являются узкой областью, и дальнейшее разделение этой узкой области невозможно. На рисунке 2 показаны примеры каждого из них. ITEM предоставляет возможность отделить узкие области, разделяя поверхность так, чтобы с узкими поверхностями можно было работать независимо.

Узкие области / поверхности также распознаются с помощью характерного значения e . Расстояние d i от конечных точек каждой кривой на поверхности до других кривых на поверхности вычисляется и сравнивается с e . Когда d i <e отбираются другие точки кривой, чтобы определить начало и конец узкой области. Если узкая область охватывает всю поверхность, поверхность классифицируется как узкая поверхность. Если область содержит только часть поверхности, она классифицируется как поверхность с узкой областью.

Рис. 2 Два случая, иллюстрирующие разницу между поверхностями с узкими участками и узкими поверхностями

Решение:  ITEM предлагает четыре различных решения для исключения небольших и узких поверхностей из модели. Первое решение использует операцию регуляризации. Регуляризация - это реальная операция, обеспечиваемая ядром твердотельного моделирования, которая удаляет ненужную / избыточную топологию в модели. Во многих случаях определение малой / узкой поверхности может быть таким же, как и у поверхности рядом с ней, и поэтому кривая между ними не является необходимой и может быть упорядочена (regularized). Пример регуляризации малой / узкой поверхности показан на рисунке 3.

Рис. 3 Когда геометрическое определение небольшой поверхности такое же, как и у соседней поверхности, кривая между ними может быть упорядочена (regularized)

Второе решение для удаления малых / узких поверхностей использует операцию удаления. Удаление также является реальной операцией, предоставляемой ядром твердотельного моделирования. Однако он отличается от регуляризации тем, что не требует, чтобы соседние поверхности имели такое же геометрическое определение. Вместо этого операция удаления удаляет указанную поверхность из модели, а затем пытается расширить и пересечь соседние поверхности, чтобы закрыть объем. Пример использования решения для удаления показан на рисунке 4.

Рис. 4 Операция удаления расширяет прилегающую поверхность, чтобы удалить малую поверхность

Третье решение для удаления малых / узких поверхностей использует виртуальную композиционную операцию для объединения малой поверхности с одним из ее соседей. Это очень похоже на использование композитов для удаления небольших кривых. Пример показан на рисунке 5.

Рис. 5 Решение с функцией composite для удаления узкой поверхности

Окончательное решение для удаления малых / узких поверхностей использует операцию удаления топологии (Clark, 07 ). Операция удаления топологии ведет себя так же, как и при использовании для удаления малых кривых, в том смысле, что она вырезает область модели вокруг малой / узкой поверхности и заменяет ее упрощенной топологией. В случае малой поверхности, где все кривые на поверхности меньше характерной малой длины кривой, малая поверхность заменяется единственной вершиной. В случае узкой поверхности, когда поверхность длиннее характерной небольшой длины кривой в одном из ее направлений, поверхность заменяется кривой. Операцию удаления топологии можно рассматривать как локальное уменьшение размеров для упрощения топологии. Операция удаления топологии также может использоваться для удаления сетей с малыми / узкими поверхностями аналогичным образом. Примеры использования решения удаления топологии для удаления малых / узких поверхностей показаны на рисунках 6 и 7.

Рис. 6 Решение по удалению топологии для удаления узкой поверхности

Рис. 7 Удаление топологии - решение для удаления сети узких поверхностей