《六面體格線自動生成研究和軟體開發》是依託北京大學，由劉劍飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：六面體格線自動生成研究和軟體開發
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：劉劍飛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
六面體格線自動生成問題歷經數十年研究沒有大的進展，本項目瞄準這一世界難題。首先準備在理論上研究這一問題，以期取得突破。在此基礎上進一步開發軟體形成格線生成的工具。.按照本項目的構想，我們首先要能夠可靠高質量地生成四面體格線，對四面體格線做轉換和局部磁化從而得到高質量的六面體格線。局部磁化是我們提出的全新的思路。.本項目立足於一個國民經濟的急迫需求：揭示礦山動力災害的成災過程和致災機理。這一領域的研究已經嚴重受制於格線生成問題。由於天然岩石內部存在著大量形態複雜且跨尺度無序分布的孔隙和裂隙，其格線生成極為困難。即使僅僅生成四面體格線當前技術也不足以達成滿意的結果。因此，在這一背景下，本項目還要對四面體生成技術處理複雜邊界的能力做進一步推進。本項目因而包含三部分的內容：複雜多介質問題的四面體格線生成研究，六面體格線自動生成研究，實用軟體的開發。計畫由三個單位協力完成。
結題摘要
本項目是一個計算力學軟體的專項。通過項目的實施，我們提出並探索了一種新的產生六面體格線的方案，並編制了相應的軟體工具。 主要思路是先由四面體格線得出一個初始的六面體格線，然後通過拓撲最佳化運算元改變格線連線關係以及總體走向，同時輔以結點位置最佳化以改善格線質量。 開發拓撲最佳化運算元是本項目的主要內容。在研究過程中，我們開發了四個拓撲最佳化運算元，分別作用於三角形，四邊形，四面體和六面體格線。由於我們的六面體格線是由四面體格線演變而來，這四個拓撲運算元在我們的方案中都有作用。同時我們還拓展了這些運算元在別的領域的套用。 本項目還試驗了場引導下的六面體格線生成。 從實際效果來看，在現階段我們的方案還只能處理不太複雜的幾何模型，離工業套用還有距離。拓撲運算元著眼於局部，而有時候不改變全局，也無法最佳化局部。如何引入全局因素是將來的努力方向。總的來說，我們進行了一些有益的探索，取得了進展。但要攻克六面體格線自動生成這一世界難題，還要付出更大的努力。 本項目的成果包括已發表的三篇期刊論文，另有四篇正在評審。作為計算力學軟體專項，本項目的最大成果是開發了一個軟體包。軟體包共有兩萬多行程式代碼，由四個模組構成：曲面格線生成，四面體格線拓撲最佳化，四邊形格線生成和最佳化，六面體格線生成和最佳化。在曲面格線生成模組基礎上，發展了一個碳納米結構自動建模程式，這個程式已經可以實用，具有推廣價值。
