基于工业仿真软件的2.5D模型的网格剖分方法及相关设备与流程

本发明涉及仿真设计，尤其涉及一种基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法及相关设备。

背景技术：

1、2.5d模型是一类通过在二维的平面几何加上一些层高数据来描述3d空间中的模型，是一种介于二维和三维之间的特殊模型，由于其可以较低的计算成本提供较好的可视化效果，帮助工程师和设计师更好地理解复杂系统的行为，优化设计方案以及进行准确的决策分析而广泛应用于工业数值仿真领域。在仿真过程中，通常要对仿真模型进行网格剖分，然后对剖分产生的网格和其附带的边界条件进行求解。

2、中国发明cn117078890b公开了一种手机三维几何模型网格剖分方法，该方法包括：根据切分位置将三维几何模型切分为多个切分层，然后将边界表征的三维实体边界曲面与各切分层平面进行相交运算，得到各切分层上二维几何模型，最后将网格切分、拉伸后的各切分层的立体网格按空间位置依次叠放，从而得到多层层状几何模型。与上述专利类似地，传统的网格剖分方法需要3d边界或者剖分2d边界。

3、然而，2.5d模型通常只包含层高信息，缺乏完整的三维几何信息，这意味着2.5d模型的某些部分无法直接映射到三维空间中，或者其映射结果不满足共形网格剖分的要求，因此无法直接对2.5d模型进行共形网格剖分。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法及相关设备，以解决上述问题，可以高效、鲁棒的剖分任意复杂度的2.5d模型，资源占用率低、剖分效率高。

2、本发明提出了一种基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，包括如下步骤：

3、步骤s1、将2.5d整体模型分解为多层几何形状的2.5d子模型；

4、步骤s2、分别将各2.5d子模型转化为两层2d模型，其中，2.5d子模型转化出的两层2d模型分别位于对应2.5d子模型的起始位置和结束位置，任意相邻或相交层2.5d子模型转化出的2d模型之间存在重叠或相交；

5、步骤s3、将重叠或相交的2d模型合并；

6、步骤s4、对合并后的各2d模型进行二维网格剖分，得到各2d模型的剖分网格；

7、步骤s5、根据材质对各2d模型的剖分网格进行侧边界缝合，形成多个带有材质属性的区；

8、步骤s6、对各个区进行三维网格剖分，得到各个区的三维网格；

9、步骤s7、合并各个区的三维网格。

10、在一个实施例中，一2.5d子模型转化出的位于结束位置的2d模型与相邻层2.5d子模型转化出的位于起始位置的2d模型存在重叠。

11、在一个实施例中，2.5d子模型转化出的两层2d模型间的距离与对应的2.5d子模型的层高相同。

12、在一个实施例中，所述步骤s3，将重叠或相交的2d模型合并，具体包括：对重叠或相交的2d模型的组成多边形取并集。

13、在一个实施例中，

14、所述步骤s4中，对合并后的各2d模型进行二维网格剖分的过程是并行的；

15、所述步骤s6中，对各个区进行三维网格剖分的过程是并行的。

16、在一个实施例中，所述步骤s5具体包括：

17、将各2d模型朝向相同材质的剖分网格进行归类；

18、使用材质id标记归类完毕的剖分网格；

19、缝合材质id相同的剖分网格的侧边界，并生成侧边界的网格，形成多个带有材质属性的区。

20、在一个实施例中，所述步骤s7具体包括：

21、利用空间索引结构进行搜索，确定各区内的相对索引到整体网格的绝对索引的映射，以合并各个区的三维网格。

22、本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如上所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

23、本发明还提出了一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

24、本发明还提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

25、与现有技术相比，本发明的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法及相关设备的有益效果在于：

26、1）本发明解决了仿真过程中直接对2.5d模型进行网格剖分的问题，能够高效、鲁棒的剖分任意复杂度的2.5d模型，特别适用于高度复杂的2.5d模型。

27、2）本发明可以分区域并行的对整个2.5d模型进行剖分，最终生成3d的非结构网格，具有优秀的高并发特性，可以较低的资源消耗让内存资源并不充足的计算机完成复杂模型的剖分，同时其分治的算法内核可以借助多核cpu或者计算机集群大大提高剖分效率。

28、3）本发明的资源消耗低、剖分效率高的网格剖分方法可以在减少计算资源和时间的使用、加快仿真速度的同时，确保生成的网格质量高，提高仿真的精度，有利于帮助工程师优化设计，大幅提高效率、节约成本，助力企业降低研发成本、优化研发方案、提升研发效率。

技术特征：

1.一种基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，一2.5d子模型转化出的位于结束位置的2d模型与相邻层2.5d子模型转化出的位于起始位置的2d模型存在重叠。

3.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，2.5d子模型转化出的两层2d模型间的距离与对应的2.5d子模型的层高相同。

4.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，所述步骤s3，将重叠或相交的2d模型合并，具体包括：对重叠或相交的2d模型的组成多边形取并集。

5.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法，其特征在于，所述步骤s7具体包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

9.一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于工业仿真软件的2.5d模型的网格剖分方法。

技术总结
本发明提出一种基于工业仿真软件的2.5D模型的网格剖分方法及相关设备，该方法包括如下步骤：将2.5D整体模型分解为多层几何形状的2.5D子模型；分别将各2.5D子模型转化为两层2D模型，其中，2.5D子模型转化出的两层2D模型分别位于对应2.5D子模型的起始位置和结束位置，任意相邻或相交层2.5D子模型转化出的2D模型之间存在重叠或相交；将重叠或相交的2D模型合并；对合并后的各2D模型进行二维网格剖分，得到各2D模型的剖分网格；根据材质对各2D模型的剖分网格进行侧边界缝合，形成多个带有材质属性的区；对各个区进行三维网格剖分，得到各个区的三维网格；合并各个区的三维网格。本发明可以高效、鲁棒的剖分任意复杂度的2.5D模型，资源占用率低、剖分效率高。

技术研发人员：马赞·拜达,李奥,涂三山,陈瑛珞,吴培伟,郭茹,徐刚
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>芯瑞微（上海）电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24