Kanten - Verfeinerung

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Allgemeine Parameter

Vorbehandlungsfaktor: Der Vorbehandlungsfaktor gibt an, wie viel größer als das Element die Suche der Optimierung von Oberflächennetzen ausfallen soll, um nah beieinander liegende Kantenlinienknoten zu verbinden.

Der Vorgabewert beträgt 1.2 und gibt an, dass die Optimierung von Oberflächennetzen die Netzgröße um einen Faktor von bis zu 1.2 erhöht, um den Abstand zwischen benachbarten Kantenlinien zu überbrücken. Ein größerer Wert (z. B. 2) führt in der Regel zu besseren Ergebnissen, wenn das Modell über viele Bereiche mit langen, schmalen Kanten verfügt.

Interner Viereck-Teilungs-Knotenwinkel: Der interne Knotenwinkel eines Flächenvierecks (in Grad) beschreibt den maximalen internen Winkel eines Flächenvierecks. Wenn der interne Winkel eines Vierecks größer ist, teilt die Optimierung von Oberflächennetzen das Viereck in zwei Dreiecke.

Viereck-Teilungs-Falt-(Verdrehungs-)Winkel: Der Viereckverdrehungswinkel (in Grad) beschreibt den maximalen Winkel zwischen zwei Dreiecken, die aus einem Viereckelement entstehen können. Wenn die Verdrehung eines Vierecks größer ist, teilt die Optimierung von Oberflächennetzen das Viereck in zwei Dreiecke. Die aus dem Teilen des Vierecks resultierende Linie wird zu Schichtnummer 3.

Kurvenwinkel: Entlang der gemeinsamen Kante zweier Dreiecke, deren gebildeter Winkel größer ist als der Kantenwinkel, wird ein Kantensegment erstellt. Diese Kantensegmente werden miteinander verbunden, um Kantenkurven zu bilden. Kantenkurven werden zunächst geteilt, wo sie andere Kantenkurven schneiden, oder wenn der kumulative Winkel an der Kurve größer ist als der Kurvenwinkel. Die resultierenden Kantensegmente werden dann anhand der Netzgröße weiter unterteilt.

Der Kurvenwinkel (in Grad) beschreibt, wie allgemeine Kurven aufgeteilt werden. Wenn Sie beispielsweise einen Kreis mit einer Größe, die kleiner ist als die Netzgröße, haben, kann er in zwei Linien unterteilt werden. Durch Festlegen eines Kurvenwinkels wird sichergestellt, dass der Kreis mindestens alle n Grad unterteilt wird.

Für gewöhnlich müssen Sie den Kurvenwinkel nicht ändern. Der Hauptzweck liegt darin, die Netzgröße entlang von Kantenkurven mit einem kleinen Krümmungsradius zu verringern.

Die Optimierung von Oberflächennetzen versucht, Kantenkurven so zu vernetzen, dass die Länge entlang der Kantenkurve zwischen den Netzpunkten so nah wie möglich an der Netzgröße liegt. Ohne die Option Kurvenwinkel würde die Optimierung von Oberflächennetzen kleine Löcher (Radius kleiner als die Netzgröße) mit einem Netz mit zu wenigen Segmenten versehen.

Die Optimierung von Oberflächennetzen teilt Kantenkurven, wenn der Winkel zwischen dem Anfangs- und dem aktuellen Segment größer ist als der Kurvenwinkel. Eine Kantenkurve besteht aus einfach verbundenen Kantensegmenten. Die Kante zwischen zwei Dreiecken ist ein Kantensegment, wenn der Winkel zwischen der ebenen Normalen der Dreiecke größer ist als der Kantenwinkel.

Der Kurvenwinkel verhindert, dass kleine Löcher mit Umfängen kleiner als die Netzgröße auf einen Punkt reduziert werden, der nicht mit einem Netz versehen werden kann.

Der Kurvenwinkel wird auf folgende Weise verwendet. Die Kantenliniensegmente sind miteinander verbunden, sodass sie Kantenkurven bilden. Diese Kantenkurven werden an Knoten geteilt, die mit mehr als zwei Kantenkurven verbunden sind, um nicht schneidende Kantenkurven zu erstellen. Die nicht schneidenden Kantenkurven werden anschließend immer dann geteilt, wenn der Winkel zwischen dem Anfangs- und dem aktuellen Segment dieser Kurve größer ist als der Kurvenwinkel. Die nicht schneidenden Kantenkurven werden basierend auf der Länge der Kurve, der Netzgröße und einer Netzverfeinerung, die so nahe ist, dass sie die Kurve beeinflusst, mit einem Netz versehen (in Linien zerteilt). Werte, die größer als 90 Grad sind, sollten nicht verwendet werden.

Durch die Abbildung unten erhalten Sie einen Eindruck eines Kurvenwinkels. Wenn der Winkel zwischen dem Anfangs- und dem aktuellen Segment größer ist als der Kurvenwinkel, wird ein neues Anfangssegment erstellt, und aus dem Anfangspunkt des Segments wird ein Knoten in dem vernetzten Modell. Wenn die Punkte auf einer Kantenkurve mit A, B, C, D, E, F benannt sind und die Winkel zwischen Segmenten folgendermaßen lauten:

AB zu BC = 30

BC zu CD = 28

CD zu DE = 15

DE zu EF = 20

Abbildung 1

Wenn der Winkel zwischen dem Anfangs- und dem aktuellen Segment größer ist als der Kurvenwinkel, wird ein neues Anfangssegment erstellt und aus dem Anfangspunkt des Segments wird ein Knoten in dem vernetzten Modell. Wenn der Kurvenwinkel 31 Grad beträgt, werden die Segmente CD und EF neue Anfangssegmente, und die Punkte A, C, E und F bleiben Knoten im endgültigen Modell.

Wenn der Kurvenwinkel 29 Grad beträgt, werden die Segmente BC und DE neue Anfangssegmente, und die Punkte A, B, D und F bleiben Knoten im endgültigen Modell. Wenn der Kurvenwinkel 31 Grad beträgt, werden die Segmente CD und EF zu neuen Anfangssegmenten, und die Punkte A, C, E und F bleiben Knoten im endgültigen Modell. Wenn der Kurvenwinkel 60 Grad beträgt, wird das Segment DE zum neuen Anfangssegment, und die Punkte A, D und F werden Knoten im endgültigen Modell.

Beispiel

Der Kurvenwinkel bestimmt, wie Segmentkurven unterteilt werden. Abbildung 2 zeigt die Kantenlinien, die aus der Einstellung des Kurvenwinkels auf 70 Grad entstehen. In diesem Fall werden die vier Segmente auf der Oberseite des Zylinders als Paar von Elementen vernetzt, die nicht mit dem Rest des Modells verbunden sind. Siehe Abbildung 3.

Abbildung 2: Kantenlinien für das Tank-Modell mit einem Kurvenwinkel von 70 Grad

Abbildung 3: Das Tank-Netz mit einem Kurvenwinkel von 70 Grad

Sie können diese Situation vermeiden, indem Sie einen kleineren Kurvenwinkel, eine kleinere Netzgröße oder einen kleineren Kantenwinkel verwenden. Abbildung 4 zeigt dasselbe Modell, das mit einem Netz mit der halben Netzgröße versehen ist. In diesem Fall ist die Netzgröße so gering, dass der Zylinder in mehr als vier Segmente unterteilt ist.

Abbildung 5 zeigt das Modell, das mit einem Netz mit einem Kantenwinkel von 10 Grad versehen wurde. Kantenkurven werden immer dann geteilt, wenn sie andere Kantenkurven schneiden. Durch Reduzieren des Kantenwinkels werden genug Kantenkurven zum Auflösen des oberen Zylinders erstellt. Abbildung 6 zeigt die Kantenlinien, die mit einem Kantenwinkel von 10 Grad erstellt wurden. Nachdem alle Kanten mit dem Kantenwinkel aufgelöst wurden, hat die Kantenkurve keine Auswirkungen auf die Ergebnisse.

Abbildungen 5 und 6 sind außerdem mit den Ergebnissen identisch, die mit einem Kurvenwinkel von 10 Grad erzielt werden. Häufig ist es nützlich, kleinere Kurvenwinkel auszuprobieren, wenn das Vernetzen eines Modells mit der Optimierung von Oberflächennetzen Probleme bereitet. Sie können den Kurvenwinkel so verringern, dass er klein genug zum Lösen der ursprünglichen Kantensegmente ist. Wenn die Kantensegmente im Originalmodell in der Größe ähnlich sind und nicht nahe bei einer wesentlich größeren Kurvenlinie liegen, kann die Optimierung von Oberflächennetzen ein angemessenes Netz generieren. Ein Resultat der Auswahl eines kleinen Kurvenwinkels ist, dass mehr Elemente in der Nähe von gekrümmten Umgrenzungen generiert werden.

Abbildung 4: Tank-Modell nach Netzerstellung mit der halben Netzgröße

Abbildung 5: Das Tank-Netz mit einem Kantenwinkel von 10 Grad

Abbildung 6: Kantenlinien für das Tank-Modell mit einem Kantenwinkel von 10 Grad

Verfeinerungssteuerungen

Nahe Kürze verfeinern: Diese Option bewirkt, dass die Optimierung von Oberflächennetzen das Netz entlang der kurzen Kantenlinien verfeinert. Dies ist hilfreich, wenn sich eine kurze Kantenlinie neben einer längeren Kantenlinie befindet. Dies ist besonders nützlich, wenn das Modell einige kleine Löcher enthält.

Nahen Spalt verfeinern: Diese Option bewirkt, dass die Optimierung von Oberflächennetzen das Netz um kleine Spalten zwischen Kanten verfeinert. Dies ist hilfreich, wenn die Kante eines Elements wesentlich näher an einem anderen Element liegt als die aktuelle Netzgröße.

Verfeinerungsbereich: Dieser gibt den Übergangsabstand zwischen der verfeinerten Netzgröße und der angegebenen Netzgröße an. Der Wert in diesem Feld ist ein Vielfaches der Netzgröße. Bei einem kleinen Wert werden weniger Elemente erstellt, doch damit kann verhindert werden, dass die Optimierung von Oberflächennetzen einen ordnungsgemäßen Übergangsbereich erstellt.

Nachdem die Optimierung von Oberflächennetzen das Modell für eine bestimmte Netzgröße und Verfeinerung verfeinert hat, kann der Verfeinerungsbereich geändert werden, um die Qualität zu verbessern oder die Anzahl der Elemente zu verringern. Wenn der Bereich verringert wird, wird der Übergangsbereich schärfer und die Anzahl der Elemente wird reduziert, doch im Übergangsbereich können Elemente schlechter Qualität produziert werden. Wenn der Bereich vergrößert wird, verfügen Sie über einen großen Übergangsbereich, eine große Anzahl von Elementen und eine niedrigere Wahrscheinlichkeit, Elemente von schlechter Qualität zu erzielen.

Anfangsdreiecke bereinigen: Dieser Befehl entfernt dünne Kantendreiecke, die gelegentlich in Stereolithografie-Dateien auftreten. Kantendreiecke sind Dreiecke mit zwei Linien als Kanten. Wenn die Dreieckshöhe größer ist als der eingegebene Wert, versucht die Optimierung von Oberflächennetzen, den Wert zu entfernen.

Wenn der angegebene Wert negativ ist, wird als bereinigte Kantenhöhe der absolute Wert des angegebenen Werts multipliziert mit der Netzgröße verwendet.

Kantenlinien bereinigen: Wenn drei verbundene Knoten mit 3 Vierecken, 4 Vierecken bzw. 3 Vierecken verbunden sind, kann die Region topologisch vereinfacht werden, indem alle 10 Vierecke durch 4 Vierecke ersetzt werden. Hierdurch wird ein übersichtlicheres Netz erstellt, und die Glättung hilft bei der Neuanpassung des Viereckswinkels. Wenn die äußere Umrandung dieser Region entlang von Kanten liegt, verändert die Glättung keinen der Winkel. In diesem Fall ist das Erstellen von Vierecken mit großen internen Winkeln nicht erwünscht. Der Bereinigungsvorgang 3-4-3 zu 4 wird nicht ausgeführt, wenn ein Umgrenzungswinkel zwischen Kantenknoten größer ist als der angegebene Winkel.