三維Delaunay局部加密網(wǎng)格劃分在行波管模擬軟件中應(yīng)用.pdf

1、三維四面體網(wǎng)格在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，如有限元分析、流體力學(xué)、電磁場(chǎng)與波、工程力學(xué)等。如何劃分出更好的網(wǎng)格，已經(jīng)成為當(dāng)今業(yè)界研究中的關(guān)鍵技術(shù)，相比國(guó)外已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的研究歷史，以及驚人的研究成果，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究依然還不成熟?；谝陨显?，作者開展了關(guān)于三維網(wǎng)格劃分技術(shù)的研究，并應(yīng)用于實(shí)際工作中。
　　本文以計(jì)算機(jī)幾何理論為基礎(chǔ)進(jìn)行三角剖分，介紹了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)用非結(jié)構(gòu)化而不用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格原因進(jìn)行闡述，再對(duì)常用的

2、三角形、四面體等非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成算法進(jìn)行介紹，并比較得出用Delaunay劃分算法的原因。還研究了Voronoi圖、Delaunay三角化的基本概念及判定準(zhǔn)則，以通過半徑與最小邊之比控制網(wǎng)格質(zhì)量，用三維分段線性結(jié)構(gòu)(piecewise linear complex簡(jiǎn)稱PLC)作為網(wǎng)格初始數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)的網(wǎng)格劃分。
　　(1)研究了基于邊的構(gòu)網(wǎng)算法，并運(yùn)用到自下而上的構(gòu)網(wǎng)算法中，以此消除風(fēng)箏型四面體對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的困擾。
　　(2

3、)本文著重研究了自下而上網(wǎng)格劃分方法在三維空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分的原理及步驟，并生成三維Delaunay細(xì)密網(wǎng)格、自適應(yīng)網(wǎng)格、局部加密控制網(wǎng)格。
　　(3)最后對(duì)行波管中的電子槍和1/3周期螺旋線高頻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三種網(wǎng)格劃分，并得到了滿足要求的四面體網(wǎng)格。
　　在上述技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，采用C/C++實(shí)現(xiàn)了限定四面體網(wǎng)格的生成，并成功地應(yīng)用于有限元的工程應(yīng)用中。應(yīng)用實(shí)踐表明，本文采用的自下而上生長(zhǎng)網(wǎng)格算法健壯有效，效率高，生成的網(wǎng)格質(zhì)

4、量高且易于實(shí)現(xiàn)。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)：
　　(1)對(duì)netgen網(wǎng)格劃分模塊進(jìn)行二次開發(fā)，形成可以針對(duì)電子光學(xué)的網(wǎng)格劃分模塊，并且具有全部 C++源代碼，初始輸入模型數(shù)據(jù)可以是 STL、STEP（STP）文件格式。
　　(2)軟件可以解析STL、STEP（STP）文件格式為PLC文件格式，再通過網(wǎng)格劃分模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
　　(3)軟件能夠得到符合所設(shè)定的網(wǎng)格質(zhì)量要求的四面體網(wǎng)格，包括網(wǎng)格的尺寸和網(wǎng)格的最大最小角，以