简单高效的复杂边界四叉树有限元网格生成技术四叉树网格生成技术作为众多网格生成方法中最成功的代表之一,由于其非常适合应用于传热、流动领域,并在生成思想和计算精度方面具有突出优势,因此得到了迅速发展,现已比较成熟。
但是,多年来的研究工作一直沿用相关的算法,有的只是运用四叉树网格生成的思想而没有真正发挥四叉树数据结构的优势,并始终把对边界网格的处理和网格的自适应研究作为重点;“面向过程”的编程思想更是加重了本已相当繁琐的四叉树网格生成实现的困难,使得程序代码重用率低,运行效率低,尤其是维护困难。
本文正是针对以上不足,以“面向对象”思想与其结合,实现简单、高效的四叉树有限元网格生成。
本文提出“相对密度”的概念控制区域边界线段的离散,进而控制整个区域的网格密度;设计一套适合本文方法的区域边界定义规定,支持多种基本线型的定义;提出“方向数字化”的邻居查寻算法改进了现有的算法,提高了邻居查寻的效率;整个网格生成过程在对四叉树数据结构的一次遍历中完成,减少了以往重复的步骤;提出“以列为序”的网格数据提取算法,减少了大量数据的重复存储量,提高了程序运行速度,并通过大量的应用实例证明了它的正确可行性;本文还在此基础上进行了四叉树网格的自适应研究,根据输入的“局部加密点”,所生成的网格可以方便地再进行局部加密和局部稀疏化,易于自适应。