【技術實現步驟摘要】
本申請涉及多孔材料，具體涉及一種基于隱式表達的多孔結構設計方法及裝置。
技術介紹
1、多孔結構材料因其獨特的物理和化學性質而備受關注。在多孔結構材料設計領域，傳統的設計方法往往依賴于經驗和試錯，缺乏高效的參數化和定制化設計工具。這些方法在處理復雜的幾何結構和精確控制孔隙特性時顯得力不從心。隨著材料科學和增材制造技術的發展，對多孔結構材料的需求日益增長，特別是在航空航天、生物醫療、過濾和輕質結構等領域。
2、隱式表達在三維建模和計算機圖形學中是一種重要的技術。隱式表達技術的發展是為了解決顯式表達在處理復雜幾何和連續性方面的不足。傳統的顯式表達方法，如網格（mesh）、點云（point?cloud）、體素（voxel）和體積（volume），雖然直觀，但在處理復雜幾何形狀和連續性時存在局限性。隱式表達通過數學函數定義空間中的點與幾何形狀的關系，允許更精細和連續的幾何表示，尤其適用于復雜和高分辨率的場景。此外，隱式表達能夠更好地處理形狀的變換和組合，為三維建模提供了新的視角。
3、多孔結構材料的設計技術經歷了從手工繪圖到計算機輔助設計（cad）的轉變。隨著計算能力的提升和算法的發展，設計方法逐漸向參數化和自動化方向發展。近年來，增材制造技術的進步為多孔結構的制造提供了新的可能性，使得復雜設計的實現變得更加容易。
技術實現思路
1、在此基礎上，本申請提供了一種基于隱式表達的多孔結構設計方法及裝置，以部分的解決現有技術存在的上述問題。
2、本申請的一個方面
3、獲取參數定義；
4、基于所述參數定義生成json格式的schema信息；
5、基于所述json格式的schema信息，生產多孔結構模型。
6、在一個實施方案中，所述參數定義包括第一原始胞元的點坐標信息、第一原始胞元的平滑處理參數、第一原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對對第一原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、第二原始胞元的點坐標信息、第二原始胞元的平滑處理參數、第二原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對第二原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、和/或csg（constructive?solid?geometry）。
7、在一個實施方案中，基于所述參數定義生成json格式的schema信息的步驟包括：
8、依據所述參數定義獲取第一原始胞元信息；
9、將第一原始胞元信息的原始點坐標信息轉化為json?(javascript?objectnotation)格式的schema信息；
10、判斷所述參數定義是否包含第一原始胞元的平滑處理參數；如果是，在所述schema信息中添加第一原始胞元的平滑處理參數信息；
11、判斷所述參數定義是否包含所述第一原始胞元的桿結構相交處球體的半徑；如果是，求所有線段的交點，在所述schema信息中添加生成球體參數信息；
12、判斷所述參數定義是否包含對第一原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑；如果是，在所述schema消息中添加內外徑信息。
13、在又一個實施方案中，基于所述參數定義生成json格式的schema信息的步驟包括：
14、依據所述參數定義獲取第一原始胞元信息；
15、將第一原始胞元信息的原始點坐標信息轉化為json?(javascript?objectnotation)格式的schema信息；
16、判斷所述參數定義是否包含第一原始胞元的平滑處理參數；如果是，在所述schema信息中添加第一原始胞元的平滑處理參數信息；
17、判斷所述參數定義是否包含所述第一原始胞元的桿結構相交處球體的半徑；如果是，求所有線段的交點，在所述schema信息中添加生成球體參數信息；
18、判斷所述參數定義是否包含對第一原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑；如果是，在所述schema消息中添加內外徑信息；
19、依據所述參數定義獲取第二原始胞元信息；
20、將第二原始胞元信息的原始點坐標信息轉化為json?(javascript?objectnotation)格式的schema信息；
21、判斷所述參數定義是否包含第二原始胞元的平滑處理參數；如果是，在所述schema信息中添加第二原始胞元的平滑處理參數信息；
22、判斷所述參數定義是否包含所述第二原始胞元的桿結構相交處球體的半徑；如果是，求所有線段的交點，在所述schema信息中添加生成球體參數信息；
23、判斷所述參數定義是否包含對第二原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑；如果是，在所述schema消息中添加內外徑信息；
24、判斷csg為求并集、求交集或求差，在所述schema消息中添加對所述兩個胞元進行相應的求并集、求交集或求差的信息。
25、在一個實施方案中，基于所述json格式的schema信息，生產多孔結構模型的步驟包括：對所述schema信息進行隱式計算轉化為stl格式的模型信息，完成胞元設計。
26、在一個實施方案中，采用平滑算法blend_expt函數進行平滑處理，所述blend_expt函數的數學表達式為：；
27、其中，a和b是形狀a和b的有符號距離場，m是系數。
28、在一個實施方案中，所述求所有線段的交點的步驟包括：
29、初始化線段列表和相交點列表；
30、遍歷所有線段對；
31、構建線段列表；
32、對于每個線段對，計算線段對之間的最短距離的平方；
33、計算出線段對之間的實際距離，如果實際距離大于給定閾值d，繼續下一線段對，直至所有線段對處理完畢，返回所述相交點列表；如果實際距離小于或等于給定閾值d，則進行如下步驟：
34、計算兩條線段的最近點；
35、計算兩條線段的相交點；
36、存儲所述相交點；
37、返回所述相交點列表。
38、在一個實施方案中，所述線段對之間的實際距離為線段對之間的最短距離的平方的平方根。
39、在一個實施方案中，對所述schema信息進行隱式計算轉化為stl格式的模型信息的步驟包括生成所述schema信息對應的json?文件；加載所述json?文件，生成八叉樹結構數據；根據所述八叉樹數據，生成三角面片數據；將所述三角面片數據寫入stl格式文件。
40、本申請的另一個方面所提供的基于隱式表達的多孔結構設計裝置，包括：
41、材料數據庫，負責提供原始胞元數據；
42、業務處理模塊，負責處理從材料數據庫中獲取的原始胞元信息，并結合用戶輸入參數組合新胞元schema信息；
43、計算模塊，負責將schema信息進行隱式計算轉化為stl格式的模型信息。
44、本說明書采用的上述至少本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于隱式表達的多孔結構設計方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數定義包括第一原始胞元的點坐標信息、第一原始胞元的平滑處理參數、第一原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對第一原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、第二原始胞元的點坐標信息、第二原始胞元的平滑處理參數、第二原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對第二原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、和/或CSG。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述參數定義生成JSON格式的schema信息的步驟包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述參數定義生成JSON格式的schema信息的步驟包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述JSON格式的schema信息，生產多孔結構模型的步驟包括：對所述schema信息進行隱式計算轉化為STL格式的模型信息。
6.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，采用平滑算法blend_expt函數進行平滑處理，所述blend_expt函數的數學表達式為：；
7
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述線段對之間的實際距離為所述線段對之間的最短距離的平方的平方根。
9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述schema信息進行隱式計算轉化為STL格式的模型信息的步驟包括：
10.一種基于隱式表達的多孔結構設計裝置，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于隱式表達的多孔結構設計方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數定義包括第一原始胞元的點坐標信息、第一原始胞元的平滑處理參數、第一原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對第一原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、第二原始胞元的點坐標信息、第二原始胞元的平滑處理參數、第二原始胞元的桿結構相交處球體的半徑、對第二原始胞元求殼生成的中空結構的內外徑、和/或csg。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述參數定義生成json格式的schema信息的步驟包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述參數定義生成json格式的schema信息的步驟包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，...
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