Mesh Generation

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出版者:
作者:Frey, Pascal Jean/ George, Paul-Louis
出品人:
页数:814
译者:
出版时间:2008-4
价格:$ 226.00
装帧:
isbn号码:9781848210295
丛书系列:
图书标签:
  • 地球物理
  • 可视化
  • 计算几何
  • 网格划分
  • 有限元
  • 数值分析
  • 科学计算
  • 计算机图形学
  • 几何建模
  • 算法
  • 工程仿真
  • 可视化
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具体描述

The aim of the second edition of this book is to provide a comprehensive survey of the different algorithms and data structures useful for triangulation and meshing construction. In addition, several aspects are given full coverage, such as mesh modification tools, mesh evaluation criteria, mesh optimization, adaptive mesh construction and parallel meshing techniques.

This new edition has been comprehensively updated and also includes a new chapter on mobile or deformable meshes.

《网格生成:理论、算法与应用》 本书深入探讨了网格生成这一在科学计算、工程模拟和计算机图形学等领域至关重要的技术。从最基础的几何概念到复杂的动态网格调整,本书系统地介绍了构建高质量数值计算模型所需的核心理论和实用算法。 核心内容概述: 基础理论与数学原理: 几何基础: 详细阐述了点、线、面、体等基本几何元素的定义及其在网格生成中的作用。涵盖了欧几里得几何、拓扑学基础,以及不同维度(一维、二维、三维)的网格结构特性。 离散化方法: 深入讲解了有限元方法(FEM)、有限体积方法(FVM)和有限差分方法(FDM)等数值离散化技术,以及它们对网格质量提出的具体要求。 网格质量度量: 详细介绍了评估网格质量的关键指标,如单元长宽比、畸变度、体积、内角、最小角等,并解释了这些指标对数值计算精度和稳定性的影响。 经典网格生成算法: Delaunay三角剖分/四面体剖分: 这是本书的核心内容之一。我们将详细介绍Delaunay三角剖分(二维)和四面体剖分(三维)的定义、性质(如最远点对偶性、空圆性质)以及各种生成算法,包括: 增量插入法(Incremental Insertion): 讲解如何逐步向现有网格中插入点,并通过“翻边”(flip)操作维护Delaunay性质。 Divide and Conquer算法: 介绍递归地将问题分解为子问题,然后合并结果以生成Delaunay网格的策略。 Advancing Front算法: 描述了从边界开始,逐步生成内部网格的算法思想。 体素化方法(Voxelization-based methods): 探讨如何利用体素将连续空间离散化,并在此基础上构建网格。 结构化网格生成: 介绍如何生成规则排列的网格,如矩形网格、六边形网格等,及其在特定应用中的优势。 非结构化网格生成: 侧重于生成拓扑结构不规则但能灵活适应复杂几何形状的网格。 高级网格技术与应用: 自适应网格细化/粗化(Adaptive Mesh Refinement/Coarsening, AMR): 详细阐述了根据计算误差或物理量梯度自动调整网格分辨率的技术。包括误差估计方法、细化/粗化准则以及如何管理自适应网格的数据结构。 网格重构与平滑(Mesh Reconstruction and Smoothing): 介绍如何优化现有网格的质量,例如通过Laplacian平滑、Force-based平滑等方法,以改善单元形状并提高计算效率。 几何体与边界处理: 讲解如何精确地处理复杂几何体的边界,生成贴合边界的高质量网格,以及如何在不同尺度的几何特征之间过渡。 动态网格(Dynamic Meshes/Moving Meshes): 探讨在模拟过程中网格节点位置随时间变化的算法,这对于模拟变形体、流体界面等问题至关重要。 并行网格生成: 介绍在大规模计算中利用多核处理器和分布式计算环境加速网格生成的方法,包括并行Delaunay算法、数据划分策略等。 实际应用案例: 计算流体动力学(CFD): 展示网格生成在模拟空气动力学、水动力学、传热传质等领域的关键作用。 有限元分析(FEA): 解释如何为结构力学、固体力学、电磁学等领域的仿真构建准确的有限元网格。 计算机图形学: 探讨网格在三维建模、渲染、碰撞检测、物理仿真等方面的应用。 地理信息系统(GIS)与大地测量学: 介绍网格在地形建模、空间分析中的应用。 医学成像与模拟: 展示如何为医学图像处理、手术规划、生物力学仿真生成网格。 本书特色: 本书力求理论与实践相结合,不仅提供了坚实的数学基础,还介绍了多种主流的网格生成算法的实现思路和技术细节。通过大量的图示和伪代码,帮助读者理解算法的执行过程。此外,本书还关注了网格生成在不同领域的实际应用,旨在为从事科学计算、工程仿真和计算机图形学的研究人员、工程师及学生提供一本全面、深入且实用的参考书。本书将帮助读者掌握从几何描述到最终网格模型的全流程技术,并能根据具体的应用需求选择和开发合适的网格生成策略。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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听到《Mesh Generation》这个书名,我首先想到的是它可能涉及到的那些能够将复杂的三维世界“切割”成无数个小块的技术。我设想,这本书一定是对那些在工程、科学计算以及计算机图形学领域工作的专业人士,甚至是那些对这些领域充满好奇的爱好者,都极具吸引力的。我猜想,书中应该会详细介绍各种构建网格的方法,从最基础的二维三角剖分,到更复杂的用于三维建模的四面体和六面体网格生成。我很想知道,这些网格生成算法是如何处理不规则形状的几何体,以及如何保证生成的网格在密度和质量上满足不同应用的需求。例如,在进行物理模拟时,网格的疏密程度直接影响计算的精度和速度,这本书是否会提供关于自适应网格生成方面的技术细节?另外,我对于那些能够处理动态变化场景的网格生成技术也充满兴趣。在一些需要实时仿真的应用中,网格的动态更新和优化是非常关键的。这本书是否会涉及相关的算法和实现策略?我尤其关注那些能够将几何信息和物理属性结合起来的网格生成方法,因为这对于实现高保真度的仿真至关重要。总而言之,从书名来看,《Mesh Generation》就像是一把钥匙,能够开启通往理解和操控三维数字世界的门径,我期待它能为我带来更深层次的认识和更广阔的应用视野。

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我一直对那些能够将抽象概念转化为具体图像的技术着迷,而“Mesh Generation”这个词,在我看来,正是连接数学理论与视觉现实的桥梁。想象一下,这本书就像一位经验丰富的向导,带领我穿越算法的森林,揭示隐藏在三维模型背后的结构秘密。我希望它能深入浅出地讲解各种生成网格的方法,从基础的几何剖分到复杂的表面重建,是不是会像解剖一样,一层层地展示网格是如何从原始的几何数据中“生长”出来的。我期待看到不同网格类型,比如三角形、四边形、四面体、六面体等,在不同应用场景下的适用性和优缺点。比如,在进行有限元模拟时,不同类型的网格会对计算精度和效率产生怎样的影响?书中是否会详细介绍这些算法的数学原理,比如如何利用 Voronoi 图或 Delaunay 划分来保证网格的质量和鲁棒性?我特别关注那些能够处理复杂边界条件和几何细节的网格生成技术。在实际工程问题中,我们经常会遇到带有细小特征、锐角或薄结构的模型,如何在这种情况下生成高质量、能够准确反映物理规律的网格,一直是我所面临的挑战。我希望这本书能够提供一些行之有效的解决方案和实用技巧,也许会涉及一些自动网格生成器的工作原理,或者关于网格参数选择和优化的指导。此外,对于那些渴望在计算机图形学、游戏开发或科学可视化领域有所作为的读者来说,一本关于网格生成的权威指南,无疑是不可或缺的。

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《Mesh Generation》这个书名,听起来就像是一本揭示如何构建数字世界骨架的“建筑手册”。我一直对那些能够将抽象的数学概念转化为可见的三维形状的技术感到好奇。我希望这本书能够详细地介绍生成网格的各种方法,从最基础的算法原理到实际应用中的各种技巧。我猜想,书中会涵盖二维和三维网格的生成,可能会讨论 Delaunay 三角剖分、Advancing Front 技术、Octree/Quadtree 分解等等。对于那些需要处理复杂几何形状的模型,例如带有锐角、薄壁或者非流形拓扑的物体,这本书是否会提供一些行之有效的解决方案?我特别关注网格的质量问题,比如如何生成高质量的单元,避免出现畸形网格,以及如何通过网格优化来提高计算精度和效率。在科学计算领域,例如有限元分析和计算流体动力学,网格的质量是至关重要的。我希望这本书能够提供一些关于网格质量度量和改进方法的详细介绍。此外,我对于那些能够生成自适应网格的算法也充满兴趣,即网格的密度能够根据物理量的变化进行调整。这本书的出现,对我来说,就像是获得了一把能够深入理解和操作三维数字世界的钥匙,我期待它能为我打开一扇新的大门。

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《Mesh Generation》这个书名,在我脑海中立刻浮现出无数个由点、线、面构成的复杂三维模型。我猜测,这本书一定是一本关于如何将连续的几何体离散化为有限个单元(即网格)的深度探索。我希望能从中了解到各种主流的网格生成算法,例如 Delaunay 三角剖分、Advancing Front 方法、Voronoi 图方法,以及如何生成不同维度的网格,比如二维的三角形和四边形网格,以及三维的四面体和六面体网格。更重要的是,我希望这本书能够深入讲解这些算法的原理,包括它们背后的数学基础,以及它们在不同应用场景下的优劣势。比如,在进行有限元分析时,网格的质量对计算结果的准确性有着至关重要的影响,这本书是否会详细介绍如何生成高质量的网格,以及如何评估和优化网格质量?此外,对于那些需要处理复杂几何体,例如带有锐角、薄壁或者孔洞的模型,这本书是否会提供相应的网格生成策略和技巧?我特别希望能看到一些关于自适应网格生成的内容,即如何根据物理量的梯度变化来自动调整网格的密度和分布。对于游戏开发、计算机图形学、科学可视化以及工程仿真等领域的研究人员和工程师来说,一本关于网格生成的全面而深入的书籍,无疑是宝贵的资源。

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这本书的书名是《Mesh Generation》,光是听起来就充满了科技感和神秘感。作为一名对计算机图形学和科学计算领域有着浓厚兴趣的爱好者,我一直希望能找到一本能够深入浅出地讲解网格生成技术的好书。《Mesh Generation》这个名字,无疑勾起了我无限的遐想。我想象着书中会详细阐述各种经典的网格生成算法,比如 Delaunay 三角剖分,泊松曲面重构,抑或是四面体网格生成等。我期待着能看到这些算法背后的数学原理,以及它们在实际应用中的优劣势分析。不知道书中是否会包含如何处理复杂几何体,例如带有空腔、薄壁或者非常尖锐特征的模型的网格生成技巧。对于处理非结构化网格,尤其是在有限元分析、计算流体动力学等领域,网格的质量至关重要,这本书是否会提供关于网格质量度量和优化的方法论?例如,如何避免生成畸形单元,如何保证网格的密度能够充分反映几何特征和物理场的梯度变化。我还好奇,书中会不会涉及一些更前沿的网格生成技术,例如基于深度学习的网格生成方法,或者如何利用 GPU 加速网格生成过程。毕竟,现代科学计算对计算效率的要求越来越高,高效的网格生成算法是实现大规模仿真计算的关键。总而言之,《Mesh Generation》这个名字,在我心中已经构建起了一个庞大而详实的知识图谱,我迫切地希望能够通过阅读这本书,将这个图谱变为现实,为我在未来的研究和实践中打下坚实的基础。

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