Voronoi图 — CAE术语解说
Voronoi图
什么是Voronoi图
Voronoi图在网格生成中出现,它是什么概念?
在空间中放置多个点(母点)时,将各母点最近的点的集合作为区域进行分割的图形称为Voronoi图。例如,当有10个城市时,用各城市最近的地点集合来分割国土的想象。各区域的边界是相邻两个母点连线的垂直平分线。
它与网格生成的关系是什么?
Voronoi图与Delaunay三角分割具有对偶关系。Delaunay三角分割各三角形外接圆的中心相连就能得到Voronoi图。在网格生成中,为了生成质量好的三角形和四面体,使用Delaunay法,而Voronoi图作为其理论背景出现。
多面体网格与实际应用
多面体网格与Voronoi图有关联吗?
联系密切。三维Voronoi图的各单元可直接用作多面体单元。OpenFOAM的snappyHexMesh和STAR-CCM的多面体网格都是基于Voronoi思想。多面体单元比四面体用更少的单元数可实现高精度求解,在CFD中备受关注。
这样的数学概念真的用在实际网格软件中?
确实如此。此外,Voronoi图除了用于网格生成,还用于点云数据的曲面重构(PointCloud处理)和骨架结构优化(晶格设计)的距离场计算。几何学的基本概念在多个领域发挥作用是个很好的例子。
能再多讲一点Delaunay三角分割与它的区别吗?
Delaunay三角分割是用"各三角形外接圆内部不含其他点"的条件连接三角形的方法,有一个优点就是细长三角形较少。Voronoi图是它的对偶,数学上作为一对学习是理解的捷径。
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