Parametrización B-spline de regiones planas con frontera irregular
Palabras clave:
mapeo bicuadrático, malla de cuadriláteros, región cerrada con frontera irregular, IsogeométricoResumen
El presente trabajo propone un método para parametrizar una región plana con frontera irregular por medio de un mapeo B-spline producto tensorial. El método propuesto asume que la frontera de la región está definida por 4 curvas B-splines, que se consideran la imagen por el mapeo de cada uno de los lados del cuadrado unitario. Para extender el mapeo al interior del dominio, los puntos de control interiores del mapeo se calculan como los vértices de una malla estructurada de cuadril áteros. A su vez, estos últimos se obtienen minimizando un funcional que garantiza que la mallaóptima sea convexa. En el trabajo se prueba que la convexidad de la malla garantiza la inyectividad del mapeo bilineal. Además se obtiene una condición suficiente de inyectividad para el mapeo bicuadrático. Finalmente se incluyen resultados experimentales que muestran que es posible parametrizar con éxito dominios con frontera irregular utilizando un mapeo B-spline bicuadrático.
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Unamalla: An automatic package for numerical grid generation: Disponible en http://www.matematicas.unam.mx/unamalla. Parametrización B-spline de regiones planas con frontera irregular 107
R. Barnhill. Coons patches. Computers in Industry, 3:37–43, 1982.
P. Barrera, J. Cortés, F. Domínguez, G. F. González, and Tinoco G. Smoothness and convex area functionalsrevisited. SIAM J. Sci. Comput, 32(4):1913–1928, 2010.
P. Barrera, F. Domínguez, and G. F. González. Area functionals for high quality grid generation. In Proceedings of the 4th. International Congress on Numerical Methods in Engineering and Applied Sciences, 2007.
P. Barrera, F. Domínguez, G. F. González, and Tinoco G. Generating quality structured convex grids on irregular regions. Electronic Transactions on Numerical Analysis, 34:76–89, 2009.
P. Barrera, G. F. González, and F. Domínguez. A new functional for improving cell area distribution. In Proceeding of V International Conference on Computational Methods for Coupled problems in Science and Enginnering, Barcelona, España, junio 2013. Electrónica.
P. Barrera, G. F. González, and F. J. Domínguez. Robust discrete grid generation on plane irregular regions. Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz., 43:884–892, 2003.
R. H. Byrd, P. Lu, and J. Nocedal. A limited memory algorithm for bound constrained optimization. SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing, 16(5):1190–1208, 1995.
S Coons. Surfaces for computer aided design. Technical report, MIT, Springfield, 1964. Available as AD 663 504 from the National Technical Information service, VA 22161.
J. A. Cottrell, T. J. Hughes, and Y. Bazilevs. Isogeometric analysis: toward integration of CAD and FEA. John Wiley & Sons, Ltd, 2009.
Carl de Boor. A practical guide to splines. Springer, New York, 2001.
F. J. Domínguez. Sobre la generación variacional discreta de mallas casiortogonales en el plano. PhD thesis, Facultad de Ciencias, UNAM, 2005.
A. Falini, J. Speh, and B. Jüttler. Planar domain parameterization with thb-splines. Comput. Aided Geom. Design, 35:95–108, 2015.
G. Farin and D. Hansford. Discrete coons patches. Comput. Aided Geom. Design, 16(7):691–700, 1999.
A. Gravesen, J.and Evgrafov, D. M. Nguyen, and P. Nortoft. Planar parametrization in isogeometric analysis. In M. Floater et al, editor, Mathematical Methods for Curves and Surfaces, pages 189–212. Springer, 2014.
T. Hughes, J. Cottrell, and Y. Bazilevs. Isogeometric analysis: Cad, finite elements, nurbs, exact geometry and mesh refinement. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg, 194:4135–4195, 2005.
J. Lin, C.and J. Moré. Newton’s method for large boundconstrained optimization problems. SIAM Journal on Optimization, 9(4):1100–1127, 1999.
T. Nguyen and B. Jüttler. Parameterization of contractible domains using sequences of harmonic maps. In Heidelberg, editor, Curves and Surfaces, pages 501–514, Berlin, 2012. Springer.
X. Nian and F. Chen. Planar domain parameterization for isogeometric analysis based on teichmüller mapping. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg, 311:41–55, 2016.
J. G. Tinoco and P. Barrera. Smooth and convex grid generation over general plane regions. Mathematics and Computers in Simulation, 46(2):87–102, 1998.
J. G. Tinoco and P. Barrera. Area control in generating smooth and convex grids over general plane regions. Journal of Computational and Applied Mathematics, 103(1):19–32, 1999.
G. Xu, B. Mourrain, R. Duvigneau, and Galligo A. Optimal analysis-aware parameterization of computational domain in isogeometric analysis. In Advances in Geometric Modeling and Processing, Lecture Notes in Computer Science, pages 236–254, Berlin, 2010. Springer.
G. Xu, B. Mourrain, R. Duvigneau, and Galligo A. Parametrization of computational domain in isogeometric analysis: methods and comparison. Comp Methods in Applied Mechanics and Engineering, 200:2021–2031, 2011.
J. Xu, F. Chen, and J. Deng. Two-dimensional domain decomposition based on skeleton computation for parameterization and isogeometric analysis. Comp Methods in Applied Mechanics and Engineering, 284:541–555, 2015.
C. Zhu, R. H. Byrd, and J. Nocedal. L-bfgs-b: Algorithm 778: L-bfgs-b, fortran routines for large scale bound constrained optimization. ACM Transactions on Mathematical Software, 23(4):550–560, 1997.
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