基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法.docx

基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法
1.研究背景
随着计算机技术的发展和建筑设计的复杂化，建筑网格划分成为了一个重要的研究领域。建筑网格是建筑数字模型的基础，用于分析建筑结构、设计装配方案和进行可视化展示等，因此，建筑网格的质量和效率对于建筑设计的成功至关重要。然而，传统的建筑网格划分方法存在许多问题，如划分效率低下、处理复杂曲面困难、网格质量差等，导致了很多建筑设计的挑战。因此，如何快速高效地划分高质量的建筑网格成为了一个重要的课题。
2.研究思路
在本文中，我们提出了一种基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法。该方法首先将建筑模型根据曲率分片，然后根据分片的边界进行网格划分，接着进行网格重构和优化，以获得高质量的建筑网格模型。这种方法的优点是可以快速自然地处理任意复杂曲面，从而提高了建筑模型的可视化展示和分析的效率和准确性。
3.研究内容
3.1分片
建筑曲面的分片是建立在曲率分析基础上的，曲率是某一点处曲面的切线方向发生变化时表示曲面变化的程度，因此，对曲率进行分析可以帮助我们快速了解曲面的局部特征。在本文中，我们使用基于曲率的分片方法将建筑模型分成若干小块，从而实现对复杂曲面的自然分割。具体来说，我们首先确定曲率最大和最小的点，并将其作为分片的中心点，然后根据曲率大小将该点周围的邻域分成若干等分，并将其与中心点相连，最后形成一组曲线。曲线段的重心就是分片的中心点。通过这种方法，我们可以自然高效地对建筑模型进行分片，为后续的网格划分提供基础。
3.2网格划分
根据分片的边界进行网格划分是建筑网格划分的关键步骤，也是实现建筑数字模型的重要步骤。本文中我们使用了基于分片的重心法对建筑模型进行网格划分，其中网格划分的核心是将分片的重心和其它点进行连接，最后生成网格。具体的，我们先将分片重心与分片内的其他点进行连接，然后将连接的边分为等长的若干段，并在每段的中点将其分成两个等长的边，最后通过连接相邻边的方式形成网格。这种网格划分方法可以实现对任意形状的建筑模型进行网格划分，从而使得建筑模型的可视化展示和结构分析更加高效准确。
3.3网格重构与优化
网格的质量对于建筑数字模型的分析和设计的质量影响很大。因此，在建筑模型的网格划分基础上，我们进行了网格重构和优化。具体来说，我们通过对网格边进行拟合和滤波，对网格尺寸进行调整和规划，以及对网格拓扑进行优化，从而实现高质量建筑网格模型的生成。
4.实验与分析
为了验证所提出的建筑网格划分方法的有效性和性能，我们使用了两个建筑数字模型分别进行了实验。与传统的网格划分方法相比，本文提出的方法可以在保证建筑模型质量的前提下，实现更高效的建筑数字模型构建。同时，与曲面分割后进行单一网格划分的方法相比，本文所提的方法在处理复杂曲面时更自然高效，可以生成更优质的建筑网格。
5.结论
本文通过提出基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法，实现了对任意形状的建筑模型的快速高效的划分，获得了优质的建筑数字模型。实验结果表明，所提出的方法具有很好的性能和效果，可以为建筑设计和分析带来很大的提升。