一、 概述
- 支持导入STEP、STP、STL、IGES等多种CAD模型文件。
- 基于开源网格生成工具gmsh对CAD模型进行四面体网格划分。
- 提供了网格尺寸因子、最小最大尺寸、曲率自适应网格等控制参数，可灵活控制网格质量。
- 可将网格划分后的模型转化为物质点，并按照MPM3D软件中User-Defined格式导出为txt文件
- 简洁易用的图形化用户界面
二、 快速上手
- 运行软件，在`CAD文件`模块下选择文件类型，点击`选择文件`，导入需要进行转换的CAD模型
- 在`gmsh选项`中设置网格参数，点击`生成网格`进行网格划分
- 点击`保存并更新网格信息`，读取并显示网格的最大最小尺寸
- 输入`最大影响体积`，点击`转为物质点`生成物质点模型
- 设置模型坐标偏移和密度参数,点击`导出文件`输出物质点信息文本文件
三、 功能介绍
1. CAD文件：支持STEP/IGES/STL等多种格式的CAD模型文件导入。
2. 网格生成：基于开源网格生成工具gmsh,提供以下网格参数进行精确控制:
1). 3D algorithm: 选择构建三维网格的算法,提供以下选项:
- Delaunay算法:快速生成质量较好的Delaunay三角形网格
- Frontal算法:逐层生成三维网格,通常质量较好,但计算时间长
- Initial mesh only:只进行初步网格划分,不进行优化处理
- MMG3D算法:调用MMG3D库进行网格优化重构,可以生成质量很好的网格
2). Smoothing Steps: 对网格进行Laplace光顺处理的迭代步数,一般设为1-5步,可以改进最终网格的质量。
3). Mesh Size Factor: 网格单元尺寸为模型几何特征尺寸的该因子倍数,默认为1倍。增大可生成更粗糙的网格,减小可得到更精细的网格。
4). Minimum Mesh Size: 网格单元尺寸的最小值,经过上述因子放大后,实际生成网格时不会小于该值。
5). Maximum Mesh Size: 网格单元尺寸的最大值,经过上述因子放大后,实际生成网格时不会大于该值。
6). Mesh Size From Curvature: 如果设为正值,将根据曲面曲率大小自动调整网格尺寸,以得到更合理的网格分布。该值表示每旋转2π弧度对应的目标网格单元数。
7). Mesh Size Extend From Boundary: 控制如何从模型边界向内部扩展网格尺寸的计算,提供以下选项:
- For surfaces and volumes: 既考虑边界曲面也考虑内部体积(默认)
- For surfaces and volumes (use smallest length): 既考虑边界曲面也考虑内部体积的特征尺寸,但在决定内部网格尺寸时,使用两者的最小值
- Never: 不扩展边界网格参数到内部
- Only for surfaces: 只考虑边界曲面特征
- Only for volumes: 只考虑内部体积特征
四、 应用实例
示例1
示例2
五、常见问题总结
1. CAD2Point软件中密度单位
2. CAD2Point软件中的网格尺寸
3. 转化物质点问题
- 检查最大影响体积参数：最大影响体积参数定义了转化物质点时每个网格的最大允许体积。在CAD2Point软件中，将大于该值的网格划分为小网格，然后选择小网格的中心作为物质点的输出位置，将小网格的体积乘以密度作为物质点质量。
- 最大影响体积参数的影响：具体来说，如果将最大影响体积参数设置得较小，软件会将大网格进一步划分为更多的小网格，以满足设置的最大影响体积。这将导致生成的小网格更小，数量更多，转化后的物质点数量越多，转化时间也越长。因此转化物质点未能成功很大概率原因是最大影响体积参数设置过小，转化需要较长时间。
其他使用建议
- 最大和最小网格尺寸：可以调整gmsh选项参数，尽量确保生成的网格中的最大网格尺寸和最小网格尺寸保持一致。如果这两个尺寸相差太大，可能会导致网格的细化过于不均匀，从而影响到最终生成的物质点的分布质量。
- 最大影响体积参数：为了平衡网格细化和物质点均匀性，建议将最大影响体积参数设置为介于最大网格尺寸和最小网格尺寸之间的一个合理值。同时需要确保小网格的数量不会过多，以更好地控制物质点生成的均匀性。此外，不建议将最大影响体积参数设置为小于最小网格尺寸的值，以免导致过多的划分操作。