[发明专利]一种二维多块结构化网格拓扑划分方法

权利要求书

1.一种二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据给定的几何数据点的点集或根据给定的区域，计算几何轮廓，根据几何轮廓提取角点形成一组关键点；

S2、将几何轮廓中的区域进行三角形网格化处理，形成多个三角形单元；

S3、三角形单元查找几何轮廓中的中轴线，并將中轴线分成主中轴线和中轴线分支；

S4、利用中轴线、中轴线分支和关键点进行网格拓扑划分。

2.根据权利要求1所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S1中提取点集的几何轮廓角点的具体执行方法为：

S101、分别对几何数据点加密，组成逆时针或顺时针的封闭线；

S102、采用以下三种方法中的一种或多种获取关键点；

弯角关键点：捕捉封闭线弯角特征，将弯角大于第一预设值时的几何数据点标记为关键点；

曲率特点关键点：捕捉封闭线弯曲特征，封闭线中几何数据点折角变化达到预设值时的几何数据点标记为关键点；

有向包围盒关键点：捕捉封闭线分布特征，当段的包围盒的长宽比大于第三预设值时，标记为关键点。

3.根据权利要求2所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于：步骤S102中，第一预设值是范围在角度值为25至35度中的值；第二预设值是范围在角度值40至50度之间的值；第三预设值是范围在0.1至0.2之间的值。

4.根据权利要求1所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S3的具体执行方法为：

S301、三角形单元包括连接单元和角单元，所述连接单元与三个三角形单元同时连接，所述角单元只与一个三角形单元相连，且角单元相连边的对角小于160度，其中，连接单元和角单元均为三角形单元；通过连接单元将中轴线分成各分支，角单元的分支查找并延伸到对应的几何数据点，将进口和出口加入分支延伸中；

S302、通过中轴线的分支连连接关系，确定无向图；

S303、通过进口中点、出口中点和无向图确定主中轴线。

5.根据权利要求1所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于：步骤S3中三角形网格化处理通过Delaunay三角形处理；去除封闭线外部三角形单元通过计算各三角形的外接圆中心，再通过射线法去掉外部三角形。

6.根据权利要求1所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，

步骤S3和S4之间还执行步骤S31：

S31、从步骤S1的关键点中查找主中轴线及中轴线分支之外的关键点，并通过查找到的关键点与主中轴线连接形成辅助线；

步骤S4中还结合辅助线进行网格拓扑划分。

7.根据权利要求6所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S31中辅助线的连接方法为：查找主中轴线及分支之外的关键点，查找中轴线上距离该关键点最近的最近点，将关键点与最近点相连。

8.根据权利要求7所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S31中还判断关键点的均分线与主中轴线的夹角是否大于30度，

若是，则形成一条辅助线，若否，再判断关键点的内角是否大于250度，若是，则形成两条辅助线。

9.根据权利要求7或8所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：

S41、将辅助线和中轴线分支生成无向图；

S42、通过最小环确定无向图各子图；

S43、各子图的节点映射到网格块中；

S44、各中轴线分支和各辅助线分别用样条线光滑处理；

S45、将子块与对应的样条线映射；

S46、生成多块结构网格。

10.根据权利要求9所述的二维多块结构化网格拓扑划分方法，其特征在于，步骤S43的具体执行方法为：

当子图的节点数大于4时，块的四个顶点映射到子图节点，保证块中每个边，由节点组成的线段的角度小于45度；

当子图的节点数等于4时，四个子图节点对应块的四个顶点；

当子图的节点数等于3时，在子图中添加中心点，通过中心点将子图分解成三块四边形图，再对四边形图按照子图的节点数等于4时处理。