[发明专利]一种面片级三维目标区域自动分解方法

说明书

本发明公开了一种面片级三维目标区域自动分解方法，包括以下步骤：S1：对目标进行表面三角面片剖分；S2：绘制包含目标的虚拟立方体框；S3：确定区域分解基准点S4：三角面片向区域分解基准点聚类S5：去除无三角面片或只有少量三角面片的基准点S6：解散每个基准点的孤立三角面片或由少量三角面片聚类的“孤岛”S7：对照步骤S1得到的目标整体网格信息，对步骤S5和步骤S6得到的所有无归属状态三角面片进行二次聚类。只需根据目标的三维几何尺寸指定每个维度的分解间隔，即可由计算机自动完成目标的区域分解过程，大大降低了人为工作量，提高了区域分解效率，操作者可根据自己的需求进行局部调控，使得区域分解结果更加精细化。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，具体为一种面片级三维目标区域自动分解方法。

背景技术

目前，三维复杂结构目标在电磁波照射下的回波特性分析是目标结构隐身设计、电磁兼容性设计的一个重要环节。因此，如何快速精确地计算目标的电磁回波特性是计算电磁学领域甚至是电子信息领域的一项重要研究内容。MoM(Method of Moment,矩量法)是计算电磁学领域的一种经典算法，是目前公认计算精度较高的电磁算法之一。但是，传统MoM生成的阻抗矩阵是一种复系数稠密矩阵，随着目标尺寸的增加，算法的内存消耗会急剧增加，计算效率也会急速下降。为了提高MoM在分析电大尺寸目标时的综合性能，众多学者作了大量研究。

针对于一个电大尺寸三维几何目标的电磁特性分析问题，“分块处理”的思想是提高 MoM性能的一个有效方法。通常，对于三维目标的几何区域分解，多依赖人工操作，当目标需要划分的区域较多时，人工区域分解的方法效率太低。鉴于此，本发明提出了一种面片级区域自动分解方法。该方法的优势在于由计算机自主完成目标的区域分解，能够大大降低人为工作量。

发明内容

为了解决上述问题本发明的目的在于提供一种面片级三维目标区域自动分解方法，包括以下步骤：

S1：对目标进行表面三角面片剖分；

将对三维几何目标的表面进行三角剖分得到剖分网格；目前针对三维几何目标的表面三角剖分是一种比较成熟的工作，本项操作可借助当前商用网格剖分软件(如AnsysICEM CFD)来完成；

S2：绘制包含目标的虚拟立方体框；

将所述步骤S1得到的剖分网格进行处理，检测所有网格节点的三维空间坐标，从中筛选出每个坐标维度下的最大值和最小值，分别记为X＝[x_min,x_max]、Y＝[y_min, y_max]、Z＝[z_min,z_max]；根据确定好的X、Y、Z绘制虚拟立方体框的边界，据此绘制出对应的虚拟立方体框，所述虚拟立方体框刚好囊括整个目标；

S3：确定区域分解基准点

将所述步骤S2绘制的虚拟立方体框，按照长、宽、高分别进行不均匀等分，可得到若干分解后的子立方体区域；计算每个子立方体区域的中心坐标，并作为区域分解的基准点，记为c₁,c₂,…,c_M(M表示基准点的数量)；

S4：三角面片向区域分解基准点聚类

首先，对步骤S1得到的剖分网格进行处理，计算每个三角面片重心的三维空间坐标；然后，依次计算每个三角面片的重心到步骤S3得到的所有基准点c₁,c₂,…,c_M的距离，并将该三角面片归属于距离最近的基准点；

记所有三角面片的总数量为N，若第i个三角面片(记为P_i)距离第j个区域分解基准点的距离最近，则P_i∈c_j(i＝1,2,…,N；j＝1,2,…,M)；

S5：去除无三角面片或只有少量三角面片的基准点