基于能量法的自由曲面空间网格结构光顺与形态优化方法

摘要

该文对自由曲面空间网格结构造型中出现的网格光顺与形态优化问题进行了较为深入的研究。结合双三次准均匀B样条曲面的映射法网格划分技术,引入曲面能量法光顺准则,通过光顺因子的调整进行自由曲面网格结构的光顺控制,并得到光顺因子与网格结构形态特性的影响规律。在此基础上,提出以光顺因子为优化设计变量,以网格形状质量系数、杆件单元长度偏差及高斯曲率特征为设计指标的网格形态优化的多目标函数。经优化求解得到所需的最优形态空间网格结构,并由解空间给出优化过程的原理性解释。该文中若干自由曲面空间网格结构的优化分析验证了该文方法的实用性与可靠性。