Descripción del proyecto
Algoritmos robustos y escalables para la generación automática de mallas hexaédricas
Las representaciones geométricas de objetos son elementos fundamentales de muchas aplicaciones como, por ejemplo, el diseño asistido por ordenador, la ingeniería biomédica y la simulación numérica. Las mallas hexaédricas son el tipo de representación más apreciadas, ya que ofrecen un nivel de precisión y eficiencia que no se puede obtener con otras alternativas. Con todo, la generación automática de mallas hexaédricas de dominios volumétricos generales ha demostrado ser un problema muy difícil e inveterado. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos AlgoHex es resolver este problema replicando el éxito de los recientes algoritmos basados en mapas de cuadrículas de números enteros para la creación de mallas de cuadriláteros en dos dimensiones. Para ello, desarrollará algoritmos robustos y escalables para la generación automática de mallas hexaédricas que ofrezcan un control preciso de la regularidad, el error de aproximación y el tamaño de los elementos. El enfoque del proyecto ofrece una nueva perspectiva general del problema.
Objetivo
"Digital geometry representations are nowadays a fundamental ingredient of many applications, as for instance CAD/CAM, fabrication, shape optimization, bio-medical engineering and numerical simulation. Among volumetric discretizations, the ""holy grail"" are hexahedral meshes, i.e. a decomposition of the domain into conforming cube-like elements. For simulations they offer accuracy and efficiency that cannot be obtained with alternatives like tetrahedral meshes, specifically when dealing with higher-order PDEs. So far, automatic hexahedral meshing of general volumetric domains is a long-standing, notoriously difficult and open problem. Our main goal is to develop algorithms for automatic hexahedral meshing of general volumetric domains that are (i) robust, (ii) scalable and (iii) offer precise control on regularity, approximation error and element sizing/anisotropy. Our approach is designed to replicate the success story of recent integer-grid map based algorithms for 2D quadrilateral meshing. The underlying methodology offers the essential global view on the problem that was lacking in previous attempts. Preliminary results of integer-grid map hexahedral meshing are promising and a breakthrough is in reach. We identified five challenges that need to be addressed in order to reach practically sufficient hexahedral mesh generation. These challenges have partly been resolved in 2D, however, the solutions do not generalize to 3D due to the increased mathematical complexity of 3D manifolds. Nevertheless, with our experience in developing and evaluating the 2D techniques, we identified the key properties that are necessary for success and accordingly propose novel volumetric counterparts that will be developed in the AlgoHex project."
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
3012 Bern
Suiza