如何剪裁现有的3D表面网格以使用对称性。

Question

我目前正在解决一个结构力学问题，需要剪切现有的3D表面网格以便在MATLAB或GMSH中使用对称性。

第一次尝试：通过首先删除负x轴上的所有节点来获得对称性；然后使用delaunayTri()获取3D四面体网格。之后，我使用freeboundry() matlab函数获取表面网格。使用这种方法，一些节点被忽略了，因此我失去了实际的几何形状（即3D的双凹形状）和对称性。

第二次尝试：通过首先删除负x轴上的所有节点来获得对称性；然后使用文件交换中的AlphaHull() matlab函数，该函数使用alpha shape算法。在这里，我必须定义一个标量参数称为alpha半径，其值影响表面网格的质量，但没有明确定义的范围，因此我无法自动化更大的网格；更重要的是，在生成的3D表面网格中存在一些残留的表面或四面体网格。

附上三个文件（在一个zip文件中）：

1. 原始GMSH文件；
2. 从GMSH文件中提取的节点坐标；
3. 从GMSH文件中提取的元素连接数组（txt格式）。

https://www.dropbox.com/s/7xwkyvqy13k5o33/get_symmetry.zip?dl=0

注意：我不想在新对称性中添加额外的节点，因为当前节点坐标和连接在我的计算中非常重要，但如果必要，可以引入额外的节点。然而，我会感激任何帮助和/或建议。

提前致谢。

- Adesola Ademiloye

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你需要引入其他的点来剪切这个网格，因为你不仅要沿着边线剪切，还要穿过面... - knedlsepp

@knedlsepp，谢谢，我和你的想法一致！允许引入其他观点！ - Adesola Ademiloye

尊敬的同事们，我仍在等待您的友好意见和帮助，请。 - Adesola Ademiloye

这可能需要相当多的手工工作... 在fileexchange上查找网格面交点。 - knedlsepp

Answer 1

您可以使用以下伪算法首先定义网格和平面之间的交点：

1. 为您的网格定义边缘矩阵（例如，一行由构成边缘的节点索引组成）
2. 计算网格每个节点与平面之间的有符号距离
3. 找到具有一个正距离和一个负距离的边缘
4. 计算边缘和平面之间的交点以创建新节点
5. 查找具有相交边的三角形并分割三角形（在一般情况下，您需要创建三个三角形）
6. 删除所有节点不在平面正确侧的三角形

我认为您可以在stackoverflow上找到每个步骤的解决方案。

- wanjolivet