[发明专利]一种用于耦合分析的波纹管和土体的三维模型网格划分方法

权利要求书

1.一种用于耦合分析的波纹管和土体的三维模型网格划分方法，其特征在于，包括：

获取波纹管和土体的三维模型；其中，所述土体包括与所述波纹管外壁形状适应的波纹状土体和规则土体；

节选波纹管和土体的模型单元，将波纹状土体与规则土体分别从土体模型单元中切割出来；

根据预设的第一划分条件，得到波纹状土体的实体单元网格；根据预设的第二划分条件，得到规则土体的实体单元网格，实现土体的实体单元网格划分；

以所述波纹状土体的实体单元网格为基准，通过预设的第一约束条件，得到波纹管外壁壳单元网格；以所述波纹管外壁壳的单元网格为基准，根据预设的第二约束条件，得到波纹管内壁壳单元网格，实现波纹管的实体单元网格划分；

根据预设的变换条件，将波纹管和土体的单元网格变换为波纹管和土体整体模型的网格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第一划分条件，得到波纹状土体的实体单元网格，包括：

设定第一划分条件：

在所述波纹状土体的模型单元中选取一个待切割的横截面作为第一基准面，将垂直于所述第一基准面的方向定义为第一方向；

以第一基准面为基准平面，将所述波纹状土体的模型单元沿第一方向进行逐层切割，得到波纹状土体节点缩减的区域，形成多层波纹状土体的切割子单元；

在波纹状土体截面处布置网格，所述网格的大小与预设的计算精度相适应，进而生成波纹状土体的面网格；

将面网格沿第一方向进行扫略，生成波纹状土体完整模型的实体单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以第一基准面为基准平面，将所述波纹状土体的模型单元沿第一方向进行逐层切割，得到波纹状土体节点缩减的区域，形成多层波纹状土体的切割子单元，包括：

在第一基准平面上沿远离波纹状土体的方向逐渐缩减波纹状土体的节点数量，节点数量缩减使得网格尺寸不断扩大，单元网格数量相应的成倍减小，进而得到第一基准平面上的土体波纹状节点和网格划分；

沿第一方向将缩减后的网格进行扫略，得到波纹状土体缩减区域的实体单元。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第二划分条件，得到规则土体的实体单元网格，实现土体的实体单元网格划分，包括：

设定第二划分条件：

在所述规则土体的模型中选取待切割横截面作为第二基准面，将垂直于所述第二基准面的方向定义为第二方向；

以第二基准面为基准平面，在该基准面上布置规则面网格；

沿第二方向将基准面上的面网格进行扫略，生成规则土体完整的实体网格。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述波纹状土体的实体单元网格为基准，通过预设的第一约束条件，得到波纹管外壁的实体单元网格，包括：

在所述波纹状土体的模型中切分一个完整波纹长度的土体波纹状单元；

获取所述土体波纹状单元的波纹处节点和波纹面网格；

所述预设的第一约束条件包括在有限元网格划分前处理器中自动提取土体表面的实体单元节点，再由节点生成对应的面网格，进而生成壳单元将所述波纹状土体单元的波纹处节点和波纹实体单元通过节点提取后，得到与所述波纹状土体单元的波谷和波谷表面实体单元节点一一对应的波纹管外壁壳单元节点和网格数据；

对所得的一个波纹长度的波纹管网格进行复制、镜像或翻转中的至少一个变换后，得到整体波纹管外壁壳单元。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以所述波纹管外壁壳的单元网格为基准，根据预设的第二约束条件，得到波纹管内壁壳单元网格，实现波纹管的实体单元网格划分，包括：

获取一个完整波纹长度的波纹管外壁波谷处的壳单元；

将所述波纹管外壁波谷处的壳单元通过复制、镜像或翻转中的至少一个变换后，得到与所述波纹管外壁壳单元节点和网格一一对应的波纹管内壁壳单元节点和网格数据，形成一个完整波纹长度的波纹管内壁的壳单元；

对一个完整波纹长度的波纹管内壁的壳单元进行复制、镜像或翻转中的至少一个变换后，得到波纹管三维模型整体的壳单元。