【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁数据处理，特别涉及基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法。
技术介绍
1、随着科学技术水平的不断进步和制造工艺的日益提高，以“最优”满足电磁装置产品技术、经济和社会需求为目的电磁场逆问题蓬勃发展，由于存在非线性、解的不唯一性或病态方程，电磁场逆问题往往很难直接计算，一般采取优化算法迭代一系列电磁场数值计算的方式进行求解，电磁场数值计算的主流离散方式之一为网格法；在网格法中网格剖分和处理占据了大量的仿真时间，网格形状不合格可能导致反复剖分，网格质量也影响着解的精度；此外，在电磁场逆问题计算过程中，求解域随决策变量变化而改变，求解过程中的每一步迭代都需要对求解域重新划分网格，这无疑耗费巨大的计算时间；因此，需要一种能有效降低网格生成时间，提高求解效率和收敛速度的网格变形方法。
技术实现思路
1、为了解决电磁场逆问题中由重复剖分导致的求解效率较低、收敛速度缓慢等问题，本专利技术提供基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，具体步骤如下，其特征在于：
2、(1)计算求解域形变度δ，若求解域形变度δ≤5％时，执行(2)-(3)，若求解域形变度δ>5％时，执行(5)-(7)；
3、(2)通过距离函数定义形变邻域，将形变邻域内的网格结点作为待移动网格结点集合t；
4、(3)基于仿射变换对待移动网格结点集合t进行映射计算，得到待移动网格结点结合t的新坐标集合t’，在原网格拓扑结构中用t’替代t；
5、(4)计算最差网格质量q，若最差
6、(5)定义骨架关键点，连接骨架关键点构成骨架，由骨架确定骨架联动区域，记录骨架联动区域信息矩阵m；
7、(6)利用骨架关键点位移计算骨架偏移系数s，基于骨架联动区域信息矩阵m计算位置矩阵p；
8、(7)基于骨架偏移系数s和位置矩阵p，计算骨架联动区域结点映射系数矩阵φ，将骨架联动区域内网格结点映射到新位置；
9、(8)计算最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，重新剖分，若最差网格质量q≥≥0.5时，执行(9)；
10、(9)输出变形网格。
11、本专利技术的进一步改进，所示步骤(1)详细步骤如下：
12、根据仿射变换方法计算速度快但不适用求解域大变形、骨架变形方法适用求解域较大变形但求解步骤多的特征，提出基于求解域形变度的网格变形切换方法，以平衡求解速度和准确度；计算求解域形变度δ，若求解域形变度δ≤5％时，执行仿射变换方法步骤(2)-(3)，若求解域形变度δ>5％时，执行骨架变形方法步骤(5)-(7)。
13、本专利技术的进一步改进，所示步骤(4)和步骤(8)详细步骤如下：
14、最差网格质量的输出网格质量控制方法，利用仿射变换方法获得变形网格后，计算其最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，当前变形网格质量不符合要求，因此利用骨架变形方法再进行网格变形；若最差网格质量q≥0.5时，输出变形网格；利用骨架变形方法获得变形网格后，计算最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，当前变形网格质量不符合要求，因此不再进行网格变形，重新剖分求解域；若最差网格质量q≥0.5时，输出变形网格。
15、本专利技术的进一步改进，所示步骤(5)详细步骤如下：
16、构建骨架联动区域及其信息矩阵的方法，首先在求解域边界和外部定义骨架关键点，连接求解域边界骨架关键点构成求解域边界骨架，连接求解域外部骨架关键点构成包裹骨架，连接求解域边界和外部的骨架关键点构成支撑骨架，由边界骨架、外部骨架和支撑骨架构成封闭骨架联动区域，骨架联动区域信息矩阵m，包含骨架联动区域形状编号和区域顶点位置信息。
17、本专利技术基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，具有如下优点：减少求解域重新剖分次数，有效降低网格生成时间；保证输出网格质量，提高求解效率；提高电磁场数值计算速度。
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1.基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，具体步骤如下，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，其特征在于：步骤(1)为基于求解域形变度的网格变形切换方法，计算求解域形变度δ，若求解域形变度δ≤5％时，执行仿射变换步骤(2)-(3)，若求解域形变度δ＞5％时，执行骨架变形步骤(5)-(7)。
3.根据权利要求1所述的基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，其特征在于：步骤(4)和步骤(8)的内容构成了基于最差网格质量的输出网格质量控制方法，利用仿射变换方法获得变形网格后，计算最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，则利用骨架变形方法再进行网格变形；若最差网格质量q≥0.5时，输出变形网格；利用骨架变形方法获得变形网格后，计算最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，重新剖分求解域；若最差网格质量q≥0.5时，输出变形网格。
4.根据权利要求1所述的基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，其特征在于：步骤(5)为构建骨架联动区域及其信息矩阵的方法，首先在求解域边界和外部定义骨架关键点，连接求解域边界骨架关键点
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于大规模变量动态随机分组算法，应用于超导储能系统屏蔽线圈的优化设计中。
...【技术特征摘要】
1.基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，具体步骤如下，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，其特征在于：步骤(1)为基于求解域形变度的网格变形切换方法，计算求解域形变度δ，若求解域形变度δ≤5％时，执行仿射变换步骤(2)-(3)，若求解域形变度δ＞5％时，执行骨架变形步骤(5)-(7)。
3.根据权利要求1所述的基于仿射变换和骨架变形的网格变形方法，其特征在于：步骤(4)和步骤(8)的内容构成了基于最差网格质量的输出网格质量控制方法，利用仿射变换方法获得变形网格后，计算最差网格质量q，若最差网格质量q＜0.5时，则利用骨架变形方法再进行网格变形；若最差网格质量q≥0.5时，输出变形网格；利用骨架变形...
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