复杂自由曲面网格结构的网格划分方法与优化研究的任务书.docx

复杂自由曲面网格结构的网格划分方法与优化研究的任务书
任务书
一、任务目标
1.1问题简述
复杂自由曲面是一种有特殊形状或特殊几何特征的曲形表面，在CAD设计、工程分析、制造等领域中得到了广泛的应用。在实际工程中，由于受到空间限制、加工精度要求等因素的影响，常常需要将自由曲面划分为网格结构进行数值计算和制造。如何高效地划分这些自由曲面是当前的热点问题之一。
在划分自由曲面的过程中，通常涉及网格质量、网格密度、自由曲面的拟合精度等多个问题。如何实现网格的可控、高效、高质量划分，以及如何使划分结果能满足各种预期和限制条件，是需要研究的关键问题。
1.2研究目标
本研究旨在提出一种高效、高质量的自由曲面网格划分方法，并通过优化算法实现划分结果的优化。具体目标如下：
1）研究自由曲面的拟合理论和方法，为网格划分提供理论基础。
2）研究和设计自由曲面的网格划分方法，实现对自由曲面的高效划分。
3）分析网格质量评价指标，提出并应用网格质量优化算法对网格结构进行优化。
4）应用所提出的方法和算法进行Case研究，验证方法的实际应用效果。
二、主要内容
2.1自由曲面的拟合理论和方法研究
自由曲面的拟合理论和方法是实现自由曲面网格划分的理论基础。本项目要研究自由曲面拟合的相关理论和方法，包括基于控制点、基于空间曲线的曲面拟合方法，并对其进行比较和分析，以确定最适合本项目的拟合方法和技术路线。
2.2自由曲面的网格划分方法研究
自由曲面的网格划分是一项复杂的工作。为了实现高效、高质量的划分，需要结合自由曲面的几何特征、特殊形状以及划分结果的要求，设计具有针对性的划分方法。
本项目将研究自由曲面的网格划分相关理论和方法，包括参数化划分、拓扑划分、等距划分、非等距划分等方法，并结合具体的应用场景，提出适合实际应用的划分方案。
2.3网格质量评价与优化研究
网格质量对于划分结果的效果具有重要影响，因此需要在划分过程中对网格质量进行评价和控制。本项目将研究常用的网格质量评价指标，并基于这些指标，设计网格质量优化算法，实现对网格结构的优化。
2.4Case研究
为验证所提出的方法和算法，在实际应用中，应用所研究的方法和算法进行Case研究。通过对实验结果的分析，验证方法和算法的可行性和有效性。
三、研究进度
第一年：
1.研究自由曲面拟合的相关理论和方法；
2.研究参数化划分、拓扑划分等自由曲面的网格划分方法；
3.分析网格质量评价指标。
第二年：
1.基于扫描数据对研究对象进行建模；
2.提出一种基于权值的优化方法并分析优化结果；
3.完成Case研究。
第三年：
1.进行实验结果的分析和验证；
2.编写论文并撰写。
四、预期成果
1.提出一种适合实际应用的自由曲面网格划分方法；
2.设计一套针对网格质量优化的算法；
3.完成1个案例研究；
4.发表不少于两篇论文。