图学学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 589-597.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2026030589
收稿日期:2025-10-22
接受日期:2026-01-22
出版日期:2026-06-30
发布日期:2026-06-30
通讯作者:王爱增,E-mail:azwang@buaa.edu.cn基金资助:
ZHANG Tianrui1,2, WANG Aizeng1,2(
), NING Tao1, ZHANG Fengquan3
Received:2025-10-22
Accepted:2026-01-22
Published:2026-06-30
Online:2026-06-30
Contact:
WANG Aizeng,E-mail:azwang@buaa.edu.cnSupported by:摘要:
为解决规则六面体网格的自动生成问题,提出一种基于模型域分割的规则六面体网格自动生成方法。首先利用模型几何属性构建属性邻接图,提取模型域特征并生成分割面,将模型域分割为多个结构简单的子域;对各子域特征进行自动分类与匹配,应用预设子域网格模板生成子域网格;最后通过网格合并获得整体全六面体网格。并将特征驱动的域分割与模板化生成相结合,在保证拓扑一致性与几何特征保持的同时,减少人工干预,提高网格生成的稳定性与可重复性。模板生成阶段结合特征保持的参数化映射与拓扑约束扫掠方法,实现了六面体网格生成,形成了由域分割、模板生成到网格合并的自动化流程,可应用于典型机械类模型的网格生成,为数字化仿真分析提供参考。
中图分类号:
张天瑞, 王爱增, 宁涛, 张凤全. 一种基于模型域分割的规则六面体网格生成方法[J]. 图学学报, 2026, 47(3): 589-597.
ZHANG Tianrui, WANG Aizeng, NING Tao, ZHANG Fengquan. Hexahedral mesh generation algorithm based on domain decomposition[J]. Journal of Graphics, 2026, 47(3): 589-597.
| 属性 | 属性值 |
|---|---|
| 边类型 | 1 直线 0 弧线 |
| 边的凹凸性 | 1 凸边 0 光顺边 -1 凹边 |
| 边的闭合性 | 0 闭合 1 开放 |
| 面类型 | 平面 柱面 环面 … |
| 面的凹凸性 | 1 凸面 0 平面 -1 凹面 |
表1 属性信息
Table 1 Attribute information
| 属性 | 属性值 |
|---|---|
| 边类型 | 1 直线 0 弧线 |
| 边的凹凸性 | 1 凸边 0 光顺边 -1 凹边 |
| 边的闭合性 | 0 闭合 1 开放 |
| 面类型 | 平面 柱面 环面 … |
| 面的凹凸性 | 1 凸面 0 平面 -1 凹面 |
| 维度 | 特征 | 编码数值 |
|---|---|---|
| 1 | 平面 | 1 |
| 1 | 圆柱面 | 2 |
| 1 | 圆锥面 | 3 |
| 1 | 椭球面 | 4 |
| 1 | 自由曲面 | 5 |
| 2 | 凸面 | 1 |
| 2 | 凹面 | 2 |
| 2 | 光顺面 | 3 |
| 3 | 闭合面 | 1 |
| 3 | 开放面 | 2 |
表2 部分属性编码信息
Table 2 Partial attribute encoding information
| 维度 | 特征 | 编码数值 |
|---|---|---|
| 1 | 平面 | 1 |
| 1 | 圆柱面 | 2 |
| 1 | 圆锥面 | 3 |
| 1 | 椭球面 | 4 |
| 1 | 自由曲面 | 5 |
| 2 | 凸面 | 1 |
| 2 | 凹面 | 2 |
| 2 | 光顺面 | 3 |
| 3 | 闭合面 | 1 |
| 3 | 开放面 | 2 |
| 模板 | 几何表示 | 属性图 | 编码 |
|---|---|---|---|
| 矩形毛坯+圆形通孔 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+方形通孔 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 圆柱(实心) | ![]() | ![]() | ![]() |
| 圆柱(空心) | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+圆柱凸台 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+四棱柱凸台 | ![]() | ![]() | ![]() |
表3 典型子图的表示
Table 3 Representation of typical subgraphs
| 模板 | 几何表示 | 属性图 | 编码 |
|---|---|---|---|
| 矩形毛坯+圆形通孔 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+方形通孔 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 圆柱(实心) | ![]() | ![]() | ![]() |
| 圆柱(空心) | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+圆柱凸台 | ![]() | ![]() | ![]() |
| 矩形毛坯+四棱柱凸台 | ![]() | ![]() | ![]() |
图12 前处理软件六面体主导的网格生成结果((a) 轴承盖模型;(b) 轴承盖模型的网格;(c) 轴承座模型;(d) 轴承座模型的网格)
Fig. 12 Result of hexahedral-dominant meshing in a preprocessing software ((a) Bearing cover model; (b) Mesh of bearing cover; (c) Bearing pedestal model; (d) Mesh of bearing pedestal)
图13 轴承座模型网格生成((a) 原始模型;(b) 算法结果;(c) 网格切面)
Fig. 13 Mesh generation for the bearing pedestal model ((a) Original model; (b) The algorithm result; (c) Mesh cross-section)
图14 矩形弯头模型网格生成((a) 原始模型;(b) 算法结果;(c) 网格切面)
Fig. 14 Mesh generation for the rectangular elbow model ((a) Original model; (b) The algorithm result; (c) Mesh cross-section)
图15 轴承盖模型网格生成((a) 原始模型;(b) 算法结果;(c) 网格切面)
Fig. 15 Mesh generation for the bearing cover model ((a) Original model; (b) The algorithm result; (c) Mesh cross-section)
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