Proceedings of the 17th International Meshing Roundtable pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG

作者:Garimella, Rao V. 编

出品人:

页数:622

译者:

出版时间:

价格:$ 292.67

装帧:

isbn号码:9783540879206

丛书系列:

图书标签:

• 网格划分
• 数值模拟
• 计算流体力学
• 有限元分析
• 科学计算
• 工程仿真
• 数值方法
• 计算物理
• 国际会议
• 学术会议

探索现代计算几何的基石：不含《第十七届国际网格划分圆桌会议论文集》的图书简介 书名：网格生成与应用前沿：面向复杂几何建模与仿真优化的新范式 作者群： 国际计算几何与数值模拟领域资深专家及青年学者联袂撰著 页数： 约 850 页 出版日期： 2024 年秋季 --- 内容概述：结构化、高精度、多尺度网格技术的深度聚焦 本书汇集了当前计算几何、几何处理和数值仿真领域中最具突破性的研究成果，专注于解决复杂三维模型网格化过程中的核心挑战。它并非对某一特定会议的记录，而是对当前网格技术生态系统进行全面梳理和前瞻性引导的权威著作。全书结构严谨，理论与实践并重，旨在为从事高性能计算、工程仿真、计算机图形学以及几何数据处理的研究人员、工程师和高级学生提供一套完整的、面向未来的工具箱和理论框架。 全书共分为五大部分，涵盖了从基础理论到尖端应用的全面内容。 --- 第一部分：离散化理论基础与拓扑结构维护 (Foundational Theory and Topological Preservation) 本部分深入探讨了构建高质量网格的数学和拓扑学基础。内容聚焦于如何在高曲率、奇异点以及薄壁结构中保持网格的几何保真度和拓扑一致性。 章节重点包括： 1. 黎曼几何在网格质量度量中的应用： 探讨如何超越传统的角度和平滑度指标，使用基于测地线距离和曲率张量的度量标准来评估和优化网格质量，特别针对非流形几何体。 2. 拓扑修复与同胚性保证： 详细介绍针对扫描数据或逆向工程数据中存在的孔洞、自相交和重叠面等问题的鲁棒性修复算法。重点分析了如何利用 Morse 理论和持续同调来检测和修正网格的拓扑错误，确保网格与原始 CAD 模型或扫描数据的拓扑结构严格一致。 3. 适应性网格细化（AMR）的理论框架： 阐述基于误差估计的自适应细化标准，包括局部截断误差（LTE）和全局解的梯度分析。引入了新的基于四面体/六面体网格层次结构的动态数据结构，以实现高效的局部细化和粗化操作。 --- 第二部分：先进的网格生成算法与数据结构 (Advanced Meshing Algorithms and Data Structures) 本部分是全书的核心，系统介绍了当代最前沿的、能够处理大规模和复杂场景的网格生成技术。重点从传统的体网格划分方法过渡到面向特定应用场景的定制化算法。 章节重点包括： 1. 六面体（Hexahedral）网格生成的新范式： 鉴于六面体网格在有限体积法（FVM）和某些结构化求解器中的优势，本章详细介绍了基于“域分解”和“可展开映射”的复杂域六面体化方法。内容涵盖了如何系统地处理复杂边界条件下的参数化过程和边界环的约束实现。 2. 定向表面重构与各向异性网格： 针对流体力学（CFD）和电磁学（EM）仿真中对边界层和高梯度区域的特殊要求，本章阐述了如何从输入数据（如向量场或应力张量）中提取各向异性张量场，并使用该张量场引导的算法来生成各向异性三角面网格和棱柱层结构。 3. 混合网格生成中的界面处理： 研究如何高效地将四面体、六面体和多面体单元无缝集成到一个统一的计算域中。关键内容包括界面匹配标准、数据结构转换（如从 D-grid 到 A-grid 的映射）以及对不同单元类型进行统一求解器的兼容性设计。 4. 基于增量增益的学习优化算法： 介绍利用强化学习或遗传算法来指导网格生成过程，以优化特定性能指标（如 L2 误差或计算效率）的迭代方法，超越了传统的基于局部优化的标准流程。 --- 第三部分：多物理场耦合与网格适应性 (Multi-Physics Coupling and Mesh Adaptivity) 本部分将视角从网格生成本身扩展到网格在实际仿真工作流中的动态行为和多物理场兼容性。 章节重点包括： 1. 四维时空网格（Spacetime Meshing）： 针对瞬态问题的模拟，本章讨论了如何在时间域内对网格进行有效管理和演化。重点在于如何保证时间步长与空间网格尺寸之间的局部一致性，以避免因时间维度上的不连续性引入的数值误差。 2. 网格无感（Mesh-Agnostic）的仿真框架设计： 探讨如何构建与底层网格结构解耦的数值方法，例如使用无网格方法（Meshless Methods）或基于粒子的方法（Particle Methods）与传统网格方法的混合策略。 3. 网格重构与优化（Remeshing vs. Smoothing）： 严格区分网格平滑（仅微调节点位置）和网格重构（改变拓扑结构）的应用场景。详细分析了在长时间模拟中，为了防止网格退化而进行周期性重构的性能开销和准确性权衡。 --- 第四部分：几何数据处理与高保真度表示 (Geometric Data Processing and High-Fidelity Representation) 本部分关注如何从原始的、不规则的几何数据（点云、有符号距离函数 S-D-F 等）中提取出可用于高质量网格生成的干净表面和体数据。 章节重点包括： 1. 基于 S-D-F 的体网格划分： 阐述如何利用 Signed Distance Fields 导出的梯度信息来精确控制等值面附近的网格密度和方向。重点介绍如何生成符合高斯曲率变化的非结构化四面体网格。 2. 点云到参数化曲面的稳健映射： 针对逆向工程，介绍如何利用局部最优传输（Optimal Transport）理论，将不规则点云数据映射到参数化的 B-spline 或 NURBS 曲面表示上，从而确保生成的表面网格的光滑性和可编辑性。 3. 几何细节的层次化编码： 探讨如何使用张量积小波或多分辨率分析（MRA）技术来存储几何细节，使得网格可以在不同抽象级别上进行快速切换和渲染，提高交互式可视化和仿真效率。 --- 第五部分：高性能计算与并行化策略 (High-Performance Computing and Parallelization Strategies) 本部分面向大规模工程问题的求解，重点讨论如何将复杂的网格生成和处理算法有效地部署到大规模并行架构上。 章节重点包括： 1. 基于域分解的并行体网格划分： 介绍如何将复杂的几何体进行最优分解，并为每个子域分配计算任务，同时解决跨域边界的网格匹配问题。重点分析了使用空间划分树（如八叉树或 K-D 树）的并行实现方案。 2. GPU 加速的局部网格操作： 详细阐述如何将如 Delaunay 修复、局部光滑、边界层生成等计算密集型的局部操作移植到 CUDA 或 OpenCL 架构上，实现高效的并行化。 3. 数据结构在异构系统中的优化： 讨论针对 CPU-GPU 混合架构，如何设计和维护能够最小化数据传输延迟、最大化缓存命中率的网格数据结构（例如，半边数据结构或混合数组结构）。 --- 目标读者： 航空航天工程师、汽车工业仿真专家、计算物理学家、计算机图形学研究人员、以及所有致力于解决复杂几何离散化问题的专业人士。本书提供了深入的理论洞察和可操作的算法指导，是当前网格技术领域不可或缺的参考资料。

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