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近年来,随着计算机技术的飞速发展,有限元方法已经成为复杂工程问题求解中最强大的数值分析方法之一。而使用该方法的第一步,也是关键技术之一就是对给定目标区域的离散,即网格的生成。数值模拟结果的准确性和分析速度都直接受到网格质量的影响,所以研究高质量网格的快速生成,对数值模拟技术而言,具有非常重要的意义。
有限元中常用的两种平面或三维曲面网格是三角形网格和四边形网格,其中四边形网格无论是在计算精度上还是在收敛速度上,都要优于三角网格。因此从上个世纪八十年代四边形网格生成开始受到人们的重视。
本文首先从这两个方面对四边形网格的发展现状做了一个简单的综述,介绍了几种比较典型的四边形网格生成方法,对三角网格上特征的应用,定义进行简单介绍,并介绍了几种特征的提取方法。提出了基于特征的四边形网格生成方法。对于一个给定的三角网格,首先提取出其特征边和特征点。然后用Paving方法在特征附近生成一圈四边形网格,从而不但可以使得它们在四边形网格的生成过程中不会被删除,而且可以保证它们周围的四边形网格的质量。利用Q-Morph方法将得到的混合网格转化为全四边形网格,并用已有的优化方法对得到的网格进行带约束的网格优化。给出网格生成的数值实例。结果表明,这不但可以很好地保留一些重要特征,而且提高了特征处的四边形网格质量.