隨著計(jì)算機(jī)硬件制造、軟件技術(shù)和數(shù)值模擬方法的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD Computer-Aided Design)技術(shù)已經(jīng)成為一種應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)和制造的高效的生產(chǎn)手段,可以有效地提高生產(chǎn)效率、降低制造成本和極大地壓縮設(shè)計(jì)時(shí)間。其中有限元方法因具有良好的邊界逼近和系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)處理過(guò)程,被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)計(jì)CAD軟件中。而有限元方法前處理部分的核心是有限元網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格劃分結(jié)果的質(zhì)量直接決定了有限元仿真計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文基于微波管中電子光學(xué)系統(tǒng)有限元數(shù)值求解對(duì)網(wǎng)格劃分的迫切需求,對(duì)有限元網(wǎng)格劃分技術(shù)進(jìn)行了研究,力圖獲得一種可用的、準(zhǔn)確的網(wǎng)格劃分結(jié)果。為此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,研究了開(kāi)源網(wǎng)格劃分軟件Netgen的建模和網(wǎng)格劃分部分的理論和實(shí)現(xiàn)方法,在Microsoft Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)平臺(tái)下使用C++對(duì)Netgen進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),得到了可以應(yīng)用到實(shí)際工程計(jì)算的電子光學(xué)系統(tǒng)有限元網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)據(jù),并編制了二維及三維的靜電場(chǎng)有限元軟件對(duì)該網(wǎng)格劃分結(jié)果進(jìn)行了有限元的數(shù)值求解,驗(yàn)證了網(wǎng)格劃分的準(zhǔn)確性。本文所做的工作主要包括以下幾個(gè)方面:1、為了解決網(wǎng)格劃分前的建模問(wèn)題,研究了基于體構(gòu)造的CSG(constructive solid geometry)方法的基本理論和建模方法。成功實(shí)現(xiàn)了基于CSG方法的腳本語(yǔ)言建模,實(shí)現(xiàn)了模型的媒質(zhì)屬性、邊界條件的施加,同時(shí)構(gòu)建了外部導(dǎo)入STL格式的模型數(shù)據(jù)和網(wǎng)格劃分程序之間的數(shù)據(jù)接口。實(shí)現(xiàn)了通過(guò)建模腳本語(yǔ)言修改網(wǎng)格參數(shù)的功能,保證了軟件可用于對(duì)電子光學(xué)系統(tǒng)中電子槍和收集極進(jìn)行有效建模。2、深入研究了Netgen網(wǎng)格劃分理論,給出了網(wǎng)格劃分算法的步驟,并研究了網(wǎng)格劃分的關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格的全局加密、局部加密、指定媒質(zhì)區(qū)域的加密。構(gòu)建了網(wǎng)格數(shù)據(jù)的導(dǎo)出接口,把數(shù)據(jù)以適應(yīng)有限元分析的形式進(jìn)行了導(dǎo)出,保證了網(wǎng)格劃分的結(jié)果可用于電子光學(xué)系統(tǒng)的有限元數(shù)值求解。3、采用腳本語(yǔ)言對(duì)微波管電子槍結(jié)構(gòu)和收集極結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模,采用Netgen進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,并用編制的靜電場(chǎng)有限元數(shù)值求解代碼求解了電位及電場(chǎng)強(qiáng)度分布,結(jié)果表明對(duì)Netgen的二次開(kāi)發(fā)得到的網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)果可用于后期的微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值求解。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.72;TB115;TP311.52
【部分圖文】：

圖 1-1 電子槍圖 1-2 收集級(jí)構(gòu)的有限元分析不同的是，微波管電子光學(xué)系料眾多，因此建立微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的有限量，而且因?yàn)槠鋷缀谓Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性造成網(wǎng)格劃波管電子光學(xué)系統(tǒng)的有限元前處理（建模及網(wǎng)題。

圖 1-2 收集級(jí)單結(jié)構(gòu)的有限元分析不同的是，微波管電子光學(xué)系統(tǒng)結(jié)，材料眾多，因此建立微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的有限元計(jì)工作量，而且因?yàn)槠鋷缀谓Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性造成網(wǎng)格劃分的的微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的有限元前處理（建模及網(wǎng)格劃究課題。題研究目的和意義處理的關(guān)鍵是網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分也相對(duì)限制了建模的劃分軟件均只能對(duì)某些格式的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。國(guó)外豐富的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)雖然有學(xué)者在做，但是相對(duì)可用的軟解方法的團(tuán)隊(duì)由于沒(méi)有合適的網(wǎng)格劃分軟件，而只能對(duì)，無(wú)法求解實(shí)際的復(fù)雜模型，這嚴(yán)重限制了我國(guó)數(shù)值求電子光學(xué)系統(tǒng)本身很復(fù)雜，例如模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，媒質(zhì)眾

網(wǎng)格劃分整體流程圖
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3 張柏福;田景全;富舟晨;吳奎;姜德龍;;金陰極及其在真空成象技術(shù)中的應(yīng)用[J];應(yīng)用光學(xué);1987年03期

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6 顧昌鑫;陳乃群;吳學(xué)梅;;電子光學(xué)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電子管技術(shù);1982年06期

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9 V.JARES,B.NOVOTNY,董昆林 ,唐開(kāi)國(guó);用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)電子光學(xué)系統(tǒng)的幾個(gè)問(wèn)題[J];紅外技術(shù);1980年04期

10 趙國(guó)慶,王文祥;軸對(duì)稱電子光學(xué)系統(tǒng)空間的自動(dòng)網(wǎng)格劃分[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2002年01期

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本文編號(hào)：2885376