一种虚几何显示方法、系统与存储介质与流程

本发明涉及cae仿真，尤其涉及一种虚几何显示方法、系统与存储介质。

背景技术：

1、随着cae仿真技术的广泛应用，网格生成技术得到了越来越广泛的重视。由于软件之间的差异，cad导出的零部件几何模型由于自身问题通常不能直接应用于网格自动生成过程中。cad零部件模型常见的问题有：包含不利于仿真的诸多几何缺陷，如细缝、狭长面、重复边、缺失面、搭接面、孔洞等；包括与仿真无关的几何特征，如圆角、凸台等小的特征细节。几何缺陷将导致网格难以正确地进行划分，与仿真无关的几何特征将增加网格单元数量、降低网格生成的效率。因此，快速方便地修复零部件几何缺陷和清除与仿真无关的几何特征，是提高网格生成效率和生成质量的关键前提。使用真实几何进行修复和清除需要构造真实几何，进行大量的曲面求解，计算量大，工作效率低；使用虚几何进行修复和清除，不需要进行真实几何计算，计算量少，工作效率高。

2、目前现有的cae软件前处理显示基于真实几何，如果使用虚几何进行几何修复和清除，使用真实几何进行显示及交互，会导致软件界面的交互对象与实际操作的对象无法对应，软件显示的几何对象与网格对象无法对应的问题，给虚几何在cae中的应用带来了巨大的挑战。

3、现有技术主要存在以下缺陷，一是cae软件前处理显示基于真实几何，如果使用虚几何进行几何修复和清除，使用真实几何进行显示及交互，会导致软件界面的交互对象与实际操作的对象无法对应，软件显示的几何对象与网格对象无法对应的问题；二是现有技术给虚几何在cae中的应用带来了巨大的挑战，从而导致无法快速方便地修复零部件几何缺陷和清除与仿真无关的几何特征，无法获得高质量的网格，建模和生成网格的效率低；三是不能通过虚几何支持真实几何的操作，不支持基于虚几何进行几何特征建模。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种虚几何显示方法、系统与存储介质，用以解决现有显示的几何对象与网格对象无法对应、无法获得高质量的网格、建模和生成网格的效率低、不能通过虚几何支持真实几何操作的问题。

2、本发明提供了一种虚几何显示方法，所述方法包括以下步骤：

3、输入三维几何模型，将三维几何模型转化为几何数据结构；

4、基于几何数据结构生成虚几何对象；

5、基于几何结构数据和虚几何对象建立、维护虚几何与真实几何的对应关系；

6、基于几何结构数据和虚几何对象生成虚几何对象的显示数据，基于所述显示数据对虚几何进行显示。

7、进一步地，所述基于几何结构数据和虚几何对象生成虚几何对象的显示数据，基于所述显示数据对虚几何进行显示包括：

8、基于几何结构数据和虚几何对象得到虚几何对象包含的真实几何对象，将真实几何对象转化成三角面片的离散化数据，再拼接在一起，构成虚几何对象的显示数据；

9、基于所述显示数据对虚几何进行显示；

10、虚几何对象的显示数据中还存储了每个真实几何对象在虚几何对象的显示数据中的起止索引，通过所述起止索引可以确定选择的真实几何对象。

11、进一步地，通过以下步骤支持真实几何操作：

12、在交互界面中选择虚几何对象，得到虚几何对象对应的三角面片数据；

13、基于所述三角面片数据得到其在虚几何对象显示数据中的位置；

14、基于所述位置、对应关系表和对应的真实几何对象显示数据的起止索引得到对应的真实几何对象及其三角面片数据；

15、通过真实几何对象及其三角面片数据对真实几何对象进行操作，操作完成后返回此次操作中真实几何对象的变化情况，并基于所述变化情况重新构建虚几何，然后基于新的对应关系更新所述对应关系表和虚几何显示数据的起止索引；

16、基于更新的虚几何显示数据进行显示。

17、进一步地，所述方法还包括，当显示虚几何对象时，基于显示的虚几何对象通过以下步骤支持生成网格：

18、基于虚几何边离散化划分网格边；

19、基于网格边划分面网格，面网格与虚几何面是对应的；

20、基于面网格划分体网格。

21、进一步地，所述基于几何结构数据和虚几何对象建立、维护虚几何与真实几何的对应关系包括：

22、基于几何结构数据和虚几何对象建立每个虚几何对象与真实几何对象的对应关系表；

23、一个虚几何对象对应一个或多个真实几何对象；

24、当对虚几何对象或真实几何对象操作后，基于新的对应关系维护所述对应关系表。

25、进一步地，所述基于几何数据结构生成虚几何对象包括：

26、基于几何数据结构，生成或分割虚几何边、虚几何面。

27、进一步地，生成虚几何边是将一组连接的曲线合并成一条线，消除这组曲线的共有顶点；分割虚几何边是生成虚几何边的反向操作，将一条虚几何线分解成一组连接的曲线，并生成这组曲线的共有顶点；生成虚几何面是将一组连接的曲面合并成一个面，消除这组曲面的共有边，生成虚几何面的环；分割虚几何面是生成虚几何面的反向操作，将一个虚几何面分解成一组连接的曲面，生成这组曲面的共有边和环。

28、进一步地，所述基于几何数据结构生成虚几何对象还包括：根据用户的选择，基于下述规则自动生成几何对象：

29、每个几何对象生成一个对应的虚几何，每个几何面生成一个虚几何面、每个几何边生成一个虚几何边；

30、每个壳中包含的所有几何面合并成一个虚几何面，虚几何壳中只包含一个虚几何面；

31、当曲面面积小于阈值时，该曲面与面积最大的相邻几何面合并成一个虚几何面；当曲线长度小于阈值时，该曲线与相邻的曲线合并成一个虚几何边。

32、进一步地，所述系统包括以下模块：

33、输入模块，用于将输入的三维几何模型转化为几何结构数据并传送给模型处理模块和数据处理模块；

34、模型处理模块，用于基于接收的几何结构数据生成虚几何对象并传送给数据处理模块；

35、数据处理模块，用于基于接收的几何结构数据和虚几何对象建立、维护虚几何与真实几何的对应关系表，并生成虚几何对象的显示数据发送给显示模块；

36、显示模块，用于基于所述显示数据对虚几何进行显示。

37、进一步地，一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当处理器执行所述计算机程序时，实现所述的虚几何显示方法的步骤。

38、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

39、1、本发明使用虚几何进行修复零部件几何缺陷和清除与仿真无关的几何特征，不需要进行真实几何计算，计算量少，因此可以快速方便地进行修复和清除，大大提高了工作效率。

40、2、本发明使用虚几何进行修复零部件几何缺陷和清除与仿真无关的几何特征，简化了几何对象，降低了几何模型的复杂度，通过虚几何直接生成网格，因此可以大大提高生成网格的质量和效率。

41、3、本发明使用虚几何进行cae软件前处理显示，因此可有效解决软件界面的交互对象与实际操作的对象无法对应，软件显示的几何对象与网格对象无法对应的问题。

42、4、本发明通过建立虚几何与真实几何的对应关系表，因此可以通过虚几何实现对真实几何的操作，在cae软件有些前处理操作无法使用虚几何实现时仍然能进行支持。

43、5、本发明支持自动生成虚几何，进一步提高了建模的效率。

44、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。