[发明专利]基于嵌套FFD控制体的几何外形曲面变形方法和系统

权利要求书

1.一种基于嵌套FFD控制体的几何外形曲面变形方法，所述几何外形曲面为航空航天飞行器、或船舶、或汽车的外形曲面；其特征在于，包括：

S1、根据初始的几何外形曲面建立主FFD控制体B_g和子FFD控制体B_s；所述主FFD控制体B_g为包围所述几何外形曲面整体变形区域的控制体，所述子FFD控制体B_s为包围所述几何外形曲面局部变形区域的控制体；

S2、将子FFD控制体嵌入主FDD控制体中，计算子FFD控制体的控制点在主FDD控制体中的局部坐标；

S3、将几何外形曲面数据分别嵌入主FDD控制体和子FDD控制体中，计算所述几何外形曲面各数据点在主FFD控制体中的局部坐标，计算子FFD控制体内部的几何外形曲面局部变形区域数据点在子FFD控制体中的局部坐标；

S4、确定子FFD控制体边界处的固定控制点：

确定子FFD控制体与几何外形曲面整体变形区域的交界面，计算所述交界面与子FFD控制体外部的几何外形曲面数据点之间的最短距离，如果所述最短距离小于预设的距离阈值，则所述交界面上的控制点，以及与所述交界面相邻的控制点为固定控制点；

S5、当主FFD控制体的控制点移动时，所述几何外形曲面变形后的数据计算步骤包括：

S51、根据几何外形曲面各数据点在主FFD控制体中的局部坐标计算几何外形曲面数据整体变形区域的新坐标

S52、根据子FFD控制体的控制点在主FFD控制体中的局部坐标计算子FFD控制体中控制点的新坐标

S6、当子FFD控制体的非固定控制点移动时，根据所述非固定控制点的位移量计算所述子FFD控制体包围的几何外形曲面局部变形区域数据的新坐标。

2.根据权利要求1所述的几何外形曲面变形方法，其特征在于，所述主FFD控制体B_g和子FFD控制体B_s均为基于B样条基函数，表述如下：

其中N_i,p(·)、N_j,p(·)、N_k,p(·)、N_l,p(·)、N_m,p(·)、N_n,p(·)分别表示参数化空间中各维度上的p阶B样条函数；G_i,j,k和L_l,m,n分别为主FFD控制体和子FFD控制体的控制点在笛卡尔坐标系中的坐标；gu,gv,gw分别为主FFD控制体在笛卡尔坐标系中各坐标轴方向的控制点数量；lu,lv,lw分别为子FFD控制体在笛卡尔坐标系中各坐标轴方向的控制点数量。

3.根据权利要求2所述的几何外形曲面变形方法，其特征在于，所述步骤S51中，几何外形曲面数据整体变形区域的新坐标为：

其中为主FFD控制体的控制点移动后的坐标；(u_g,n,v_g,n,w_g,n,)为几何外形曲面数据点{A_n|n＝0,1,…,N}在主FFD控制体中的局部坐标，N为几何外形曲面的数据点数量。

4.根据权利要求2所述的几何外形曲面变形方法，其特征在于，所述步骤S52中，子FFD控制体中控制点的新坐标为：

其中为主FFD控制体的控制点移动后的坐标，为子FFD控制体的控制点在主FFD控制体中的局部坐标。

5.根据权利要求1所述的几何外形曲面变形方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括：建立表示几何外形曲面数据{A_n|n＝0,1,…,N}与子FFD控制体位置关系的标识符S_n，如果几何外形曲面数据A_n位于子FFD控制体内，S_n＝1；否则S_n＝0。