加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)

(2011-10-19 14:59:45)
标签:

转载

分类: Matlab
网格划分,正需要这个,收藏了!
http://www-math.mit.edu/~persson/mesh/

Distmesh 是一个matlab语言写的网格划分软件。
源文件可以从上面的网址获取。
这里按行讲解各个算例。
p01_demo:
概算例是一个单位圆(半径为1)的网格划分,划分后的网格为:
[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)
以下逐行讲解该算例:
function p01_demo ( iteration_max, h )
Parameters:
Input, integer ITERATION_MAX, the maximum number of iterations that DISTMESH
   should take.  (The program might take fewer iterations if it detects convergence.)
Input, real h, the mesh spacing parameter.
% 这里有两个输入参数,一个是ITERATION_MAX,迭代的最大次数。
% 另一个是h, 网格划分的大小。 0<h<1
% 默认参数值为: ITERATION=200   h=0.1


[ p, t ]=distmesh_2d( fd, fh, h0, box, iteration_max, fixed );
函数需要至少六个参数。
d = fd ( p ),   p=[x y]
fd  给定任一点到边界的距离函数,本例中定义为: d =  sqrt(x^2+y^2)-1;
fh, scaled edge length function h(x,y). 也就是网格大小的函数。

h0 也就是h, 网格的大小
real BOX(2,2), the bounding box [xmin,ymin; xmax,ymax].
最大外围矩形范围。 本例中为[0,0;1,1]
ITERATION_MAX, the maximum number of iterations.
real PFIX(NFIX,2), the fixed node positions. 网格中需要固定的点坐标,也就是一定需要出现在网格中的点。

输出参数:
real P(N,2), the node positions.  网格点的x,y坐标
integer T(NT,3), the triangle indices. 输出网格任一一个三角形的三个顶点。

第一步:
  [ x, y ] = meshgrid ( box(1,1) : h0           : box(2,1), ...
                        box(1,2) : h0*sqrt(3)/2 : box(2,2) );
根据h0,网格的大小,先把能涵盖欲划分区域的最大矩形划分为结构网格。
然后把偶数行的点整体向右平移半格,
 x(2:2:end,:) = x(2:2:end,:) + h0 / 2;
效果如下:
[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)

[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)
第二步:
根据fd的函数定义,移除边界外的点。
 p = p( feval_r( fd, p, varargin{:} ) <= geps, : );
varagin为fd,fh的附加参数,这里为空。
geps = 0.001 * h0;
也就是保留了到边界的距离以外0.001 * h0以内的点。
[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)
根据网格密度函数fh,每个点上产生一个0-1随机数,判断是否小于r0/max(r0)
大于的话,改点被删除。
 p = [ pfix; p(rand(size(p,1),1) < r0 ./ max ( r0 ),: ) ];
  [ nfix, dummy ] = size ( pfix );

当指定了某些点要保留的时候,把保留的点加入,删除重复的点。
Especially when the user has included fixed points, we may have a few
duplicates.  Get rid of any you spot.
%
  p = unique ( p, 'rows' );
  N = size ( p, 1 );
这个时候产生的网格如下:
[转载]Matlab网格划分程序Distmesh讲解(一)

第三步:迭代
  pold = inf; %第一次迭代前设置旧的点的坐标为无穷
while ( iteration < iteration_max ) 
    iteration = iteration + 1;

%先判断上次移动后的点和旧的点之间的移动距离,如果小于某个阀值,停止迭代
    if ( ttol < max ( sqrt ( sum ( ( p - pold ).^2, 2 ) ) / h0 ) )
 
      pold = p;   %如果还可以移动,保存当前的节点
      t = delaunayn ( p );  %利用delauny算法,生成三角形网格
      triangulation_count = triangulation_count + 1;
      pmid = ( p(t(:,1),:) + p(t(:,2),:) + p(t(:,3),:) ) / 3;  %计算三角形的重心。
      t = t( feval_r( fd, pmid, varargin{:} ) <= -geps, : ); % 移除重心在边界外部的三角形

%     4. Describe each bar by a unique pair of nodes.
%
% 生成网格的边的集合,也就是相邻点之间连接的线段  
   bars = [ t(:,[1,2]); t(:,[1,3]); t(:,[2,3]) ];
      bars = unique ( sort ( bars, 2 ), 'rows' );

  end


 %
6. Move mesh points based on bar lengths L and forces F
%
Make a list of the bar vectors and lengths.
Set L0 to the desired lengths, F to the scalar bar forces,
and FVEC to the x, y components of the bar forces.
%
At the fixed positions, reset the force to 0.
%
    barvec = p(bars(:,1),:) - p(bars(:,2),:);   % 生成bar的矢量
    L = sqrt ( sum ( barvec.^2, 2 ) );  %计算bar的长度

  %根据每个bar的中点坐标,计算需要的三角形边的边长(这个在fh函数里控制)
    hbars = feval_r( fh, (p(bars(:,1),:)+p(bars(:,2),:))/2, varargin{:} );

% 计算 需要的bar的长度,已经乘上了两个scale参数 Fscale, sqrt ( sum(L.^2) / sum(hbars.^2) );
% 具体可参考他们的paper
    L0 = hbars * Fscale * sqrt ( sum(L.^2) / sum(hbars.^2) );

% 计算每个bar上力
    F = max ( L0 - L, 0 );

%bar上力的分量,x,y方向                              
    Fvec = F ./ L * [1,1] .* barvec; 

% 计算Ftot, 每个节点上力的残量                  
    Ftot = full ( sparse(bars(:,[1,1,2,2]),ones(size(F))*[1,2,1,2],[Fvec,-Fvec],N,2) );

%对于固定点,力的残量为零
    Ftot(1:size(pfix,1),:) = 0;

% 根据每个节点上的受力,移动该点                        
    p = p + deltat * Ftot; 

7. Bring outside points back to the boundary
%
Use the numerical gradient of FD to project points back to the boundary.
%

  
    d = feval_r( fd, p, varargin{:} ); %计算点到边界距离
    ix = d > 0;
   
    %计算移动梯度,相对边界
    dgradx = ( feval_r(fd,[p(ix,1)+deps,p(ix,2)],varargin{:}) - d(ix) ) / deps;
    dgrady = ( feval_r(fd,[p(ix,1),p(ix,2)+deps],varargin{:}) - d(ix) ) / deps;

   %将这些移动到边界外的投射回边界上
    p(ix,:) = p(ix,:) - [ d(ix) .* dgradx, d(ix) .* dgrady ];
%
I needed the following modification to force the fixed points to stay.
Otherwise, they can drift outside the region and be lost.
JVB, 21 August 2008.
%
    p(1:nfix,1:2) = pfix;

    N = size ( p, 1 );
%
8. Termination criterion: All interior nodes move less than dptol (scaled)
%
    if ( max ( sqrt ( sum ( deltat * Ftot ( d < -geps,:).^2, 2 ) ) / h0 ) < dptol )
      break;
    end

  end

















0

  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有