[发明专利]一种基于区域生长的笛卡尔网格生成算法

权利要求书

1.基于区域生长的笛卡尔网格生成主要分为两个部分：1、贴近几何体的网格点标记：步骤一和步骤二；2、确定不同区域的网格点类型：步骤三和步骤四。

步骤一，提取构成几何体表面的单元坐标信息，根据每个单元的坐标最值形成最小包围盒，二维情况是矩形，三维情况是长方体。对每个最小包围盒内按规则进行索引，提取出单个线段与构成该单元盒的几何体单元；

优选地，所述步骤一的索引规则包括：

步骤一一，索引方法如下：二维情况下，若矩形包围盒的四个角点坐标为(x₁,y₁)、(x₂,y₁)、(x₁,y₂)和(x₂,y₂)；注意，这里的坐标为整型，与整体网格点的索引形式相同。则先遍历x₁到x₂-1，再遍历y₁到y₂-1，共可确定(x₂-1-x₁)·(y₂-1-y₁)个线段起点。每个线段起点可形成两个线段，对于起点坐标为(x,y)，两条线段终点坐标分别为(x+1,y)和(x,y+1)；

步骤二，判断线段与单元是否存在交点。若存在交点，则将线段的两个端点进行物面标记，分别最贴近几何体的内外表面；

优选地，所述步骤二的物面标记包括：

步骤二一，对于得到的线段与单元信息，输入可用的判定模块中。若判定模块确定存在交点，则对线段端点进行物面标记；

步骤二二，可根据需要采用不同的判定算子，从而形成内核不同的判定模块，这里采用基于投影的混合算子。通过两类算子的组合结果，确定线段是否与单元存在交点；

步骤三，直接确定一个网格点的类型，例如对于外流情况，可直接确定整体网格边界附近的任意一点为流体点，将该点作为种子点。也可通过其它方法判断单个点的网格点类型；

步骤四，类似于种子生长的形式，基于索引规则，将周围的网格点确定为种子点的类型。这种区域生长模式类似于液体的染色，未被染色的点受已染色的点影响，由单个点向周围点扩散，直到无新点可被染色为止；

步骤四一，根据索引规则得到需要判断的点，进入标记过程。在该过程中，若该点无物面标记，同时未确定网格点类型，且四周邻居存在已确定类型的网格点，则对该点进行标记。当全部的标记过程完成后，对标记的点进行网格点类型标记。根据索引规则生成新的种子点后重复标记过程，直到无新的种子点生成，从而完成全部的染色过程；

步骤四二，当全部染色过程完成后，对于存在物面标记的网格点，将最贴近种子点的一层标记为种子点类型。将剩余的网格点标记为另一种网格点类型，即可确定全部的网格点类型；

步骤四三，对于索引规则。在任意一次染色过程中，对于已确定的种子点，单个种子点的四周邻居点参与标记过程。若参与判断的点在标记过程中得到标记，则新种子点集合的数量加1，该点转化为新的种子点。在下一次的染色过程中，旧的种子点集合被新的取代，进而生成新一轮的参与标记过程的网格点。需要注意的是，每一次染色过程，原种子点不参与标记过程，因此不会加入到新的种子点集合中。例如初始种子点附近均为可进行标记的网格点，则种子点数量变化为1，4，8，12等等。但由于物面标记的网格点、已确定类型的网格点和整体网格边界的存在，因此种子点集合的数量是先增加后减少，直到数量为0时退出循环。