使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則

1 引言

這個例子討論如何從DXF文件提供的初始CAD模型建立一個塊狀結構的六面體網格。主要使用BlockRanger(_BR命令)創建和組裝不同類型的網格。由于BlockRanger只能對五面,六面或四面的Rhino實體劃分網格,因此要把這種不同類型的實體組裝成一個復雜的幾何形狀需要使用多種技巧。下圖左邊所示的是dxf參考模型,右圖所示的是最終產生的六面體網格。

使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則的圖1

這個模型代表著具有曲率的邊坡,典型地出現在露天采礦工程邊坡的拐角處,理論上邊坡曲率對穩定性的影響只能通過三維模型來分析。這種邊坡詳細的穩定性分析參看《Influence of Slope Curvature on Stability(FLAC3D)》和《Stability of an Open Pit in a Jointed Rock Mass(3DEC)》。這個筆記僅強調模型的建立,不涉及穩定性分析,用BlockRanger創建全六面體結構化網格的例子參看《使用BlockRanger(BR)產生結構化網格》, 基本思路與該例相同,主要的難點在于組裝過程。


2 導入DXF文件

(1) 因為建立的模型尺寸較大,因此選擇模板文件Large Objects - Meters.3dm,保存文件為curvedslope.3dm;

(2) 使用File>Import命令輸入T4_3DSlope.dxf文件,所有的選擇都取默認值;

使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則的圖2

(3) 使用菜單View>Display Options…打開Rhino Options對話框,選擇View>Display Modes>Shaded>Objects>Curves,設置曲線寬度為4(默認值為1), 加寬曲線的寬度看起來更舒服一些。  

使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則的圖3

(4) 使用菜單Edit>Layers>Edit Layers…, 在Layers面板內, 把自動產生的層名lines"改變為"Reference", 刪除其它的層,僅保留"Default"和"Reference",確保所有的對象都在 "Reference"層上。

使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則的圖4

(5) 使用Move命令把整個模型的左下角移動到原點0.  建議將從DXF(或其他格式)導入的對象移動使其更接近零坐標,這將提高Rhino操作的準確性。但這一步遇到了問題,不能把模型精確地移動到0點,目前不清楚什么原因,不過這不影響后續的操作。


3 網格塊布局

BlockRanger對實體進行操作,并對每個實體塊單獨進行網格化處理。允許的實體類型有:

(1由四條邊的面組成的六面體(拓撲六面體)

(2) 由兩個三條邊的面和三個四條邊的面連接而成的五面體(拓撲三角形棱柱體)

(3) 由三條邊的面組成的四面體(拓撲四面體)

使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則的圖5

因此,構建模型時必須選擇正確合適的網格塊布局以滿足實體類型的要求。劃分網格塊的基本原則是:

(1) 面必須是簡單的面,不能進一步分解為更簡單的面;

(2) 組成面的邊必須不能被進一步"分解(使用命令explode)"為更簡單的曲線。

對于目前的dxf框架,有多種分解方式的組合可以構成模型,而每種方式都可滿足上述BlockRanger對實體的要求。

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