[发明专利]一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统和方法

说明书

本发明公开了一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统和方法，系统包括：曲面建模模块：用于根据曲面自身属性进行u维度和v维度的建模；所述曲面自身属性包括有公式表征的和无公式表征的；曲面模型保存模块：用于将建模过程中的包括控制阶数、控制点坐标在内的曲面模型数据进行保存；曲面模型剖分模块：用于通过设置控制阶数，重新提取控制点坐标，得到u维度和v维度的矩形网格并转化为三角形网格，提取三角形网格得到面模型的剖分网格模型；矩量法电磁计算模块：用于通过矩量法将面模型转换成系统矩阵。本发明可以有效克服：面结构网格的连续性问题,面结构网格的剖分密度控制问题等。

技术领域

本发明涉及电磁计算领域，尤其涉及一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统和方法。

背景技术

参数化曲面结构在电磁场分析中具有非常广泛的应用，如细各种口径天线结构、复杂面天线结构、电磁几何模型的修复，结构建模，以及电磁场分析中复杂体结构的构造等领域。针对于现有技术中分析复杂电磁结构的前处理技术，存在以下几种情况：1)面结构网格的连续性问题；2)面结构网格的剖分密度控制问题；3)面结构模型的阶数控制问题；4)面网格更加均匀适合于矩量法计算；5)无法用公式表示的面结构的模型生成和网格剖分问题；6)生成的曲面对STEP、BREP、IGES等不同的几何模型格式支持性的问题；7)生成的曲面网格对STL、NAS等不同的网格模型格式的支持性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的第一方面，提供一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统，包括：

曲面建模模块：用于根据曲面自身属性进行u维度和v维度的建模；所述曲面自身属性包括有公式表征的和无公式表征的；对于有公式表征的空间三维立体曲面采用有公式表征的曲面结构建模方式进行建模；对于无公式表征的空间三维立体曲面，利用坐标点建立空间三维立体曲面的拟合函数，根据拟合函数获得建模参数从而进行建模；

曲面模型保存模块：用于将建模过程中的包括控制阶数、控制点坐标在内的曲面模型数据进行保存；

曲面模型剖分模块：用于通过设置控制阶数，重新提取控制点坐标，得到u维度和v维度的矩形网格并转化为三角形网格，提取三角形网格得到面模型的剖分网格模型；

矩量法电磁计算模块：用于通过矩量法将面模型转换成系统矩阵。

进一步地，所述对于有公式表征的空间三维立体曲面采用有公式表征的曲面结构建模方式进行建模，包括：

已知空间三维立体曲线的公式表征为：

其中的整数M和N是由曲面阶数控制得到曲面在u维度和v维度上的控制阶数，将u维度的参数空间[u₀，u_M+1]按照线性等分为M+1份则得到u维度的参数样本点为[u₀，u₁，...，u_M，u_M+1]，同时将v维度的参数空间[v₀，v_N+1]按照线性等分为N+1份则得到的参数样本点为[v₀，v₁，...，v_N，v_N+1]，以及曲面模型控制点坐标的坐标矩阵[(x_ij，y_ij，z_ij)]_M+1，N+1，其中(x_ij，y_ij，z_ij)为该坐标矩阵的元素，该元素代表了曲面在u维度第i个、在v维度第j个控制点坐标；