[发明专利]一种用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法

权利要求书

1.一种用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、多尺度结构模型连续性预处理：获取电磁散射的多尺度结构模型，对多尺度结构模型进行连续性预处理；

步骤2、变形网格的规则化近似：对预处理后的多尺度结构模型进行三角化处理，受力分析后得到变形后的网格，利用原始边界点的信息，将变形后的网格分成多个特征区域，对于二次曲面，采用基于等参数线的参数提取方法，对于一般样条曲面，采用误差控制的B-样条曲面多步迭代方法，得到变形后的实体模型；

步骤3、局域非均匀网格划分：采用任两边之差的平方和的最小准则进行模型的三角划分，对曲面外形进行三角面拟合，得到多尺度结构规则化网格划分结果。

2.根据权利要求1所述的用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法，其特征在于，所述步骤2中三角化的方法包括：

对预处理后的多尺度结构模型进行三角化处理，受力分析后得到变形后的网格，三角化的过程中记录下边界上的点以及各点对应于原始曲面上的参数值u、v，利用这些边界点的信息，将变形后的网格分成多个特征区域，使得每个特征区域对应于原始模型中的一张面。

3.根据权利要求2所述的用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法，其特征在于，所述步骤2中的方法包括：

步骤201、根据原始曲面类型，将待重构的曲面分为二次曲面和一般NURBS，即非均匀有理B样条曲面；

步骤202、根据二次曲面特征，判断变形后的二次曲面是否依然为二次曲面；若是，提取二次曲面参数，重构出二次曲面；若不是，执行步骤203；

步骤203、根据原始曲面是否为闭合周期曲面，分别利用闭合周期曲面的方法和开曲面的方法进行拟合，得到变形后的B-样条曲面；

步骤204、所有曲面重构完成后，对重构出来的曲面进行裁剪缝合，得到变形后的实体模型。

4.根据权利要求3所述的用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法，其特征在于，所述步骤2中还包括建立误差控制的B-样条曲面逼近的多步迭代方法：

步骤211、根据原始曲面的信息，确定待拟合曲面的次数k_i，i＝(u，v)以及初始控制顶点数目m₀、n₀；曲面次数及初始控制顶点数目为原始曲面的次数及控制顶点数目，原始曲面次数和原始控制顶点数目取最大整数值，以减少曲面拟合过程中的迭代次数，用以控制最大误差的阈值ε₀由用户给定；

步骤212、待拟合点列的参数化，由于原始曲面与变形后的曲面有着拓扑同胚的关系，直接利用变形前各点的参数值作为该点的参数值(μ_i，ν_i)；

步骤213、利用平均节点参数化方法计算出初始节点U₀和V₀；

步骤214、利用最小二乘的方法，拟合一张B-样条曲面S_i＝(μ，ν)；闭合周期曲面和开曲面分别使用不同的拟合算法；闭合周期曲面将增加额外的闭合周期的约束，使得重构出来的曲面S在起始和终止点处具有与其他节点处相同的连续性；

步骤215、计算变形后各点到曲面的最大误差ε；误差估计用方法，若εε₀，结束迭代，否则执行步骤216；

步骤216、若迭代次数超过给定阈值，结束迭代；否则将控制顶点数目加1，即m₀＝m₀+1，n₀＝n₀+1，新的节点向量进行计算，转入步骤214继续迭代。

5.根据权利要求1所述的用于电磁散射计算的多尺度结构规则化网格划分方法，其特征在于，所述步骤3中任两边之差的平方和的最小准则的划分方法包括：

步骤301、对目标轮廓的离散数据点进行预处理，并按一定的顺序排序，便于找到空间临近的四点；

步骤302、从离散数据的边缘开始取出空间最相近的四点，对这空间四点按照两边之差的平方和最小准则进行三角划分；

步骤303、扩展三角形：对没有相邻三角形的边分别在可见点范围内找出与这条边的两个顶点最相近的两点，然后对空间的四点重复步骤302，直到所有的边缘点被连接到一起。