多孔金属纤维烧结板多尺度形貌的快速三维建模

来源：软件学报杂志2016年第10期北京时间：

作者：徐志佳,王清辉,李静蓉

单位：徐志佳，华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 51064011,王清辉，华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 51064002,李静蓉，华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 51064003

摘要：针对多孔金属纤维烧结板这一新型功能材料的多尺度形貌建模问题，基于机械加工表面微观形貌中存在的自仿射分形特性，拓展前期发展的三周期极小化曲面与Weierstrass-Mandelbrot分形几何快速合成方法，重点根据多孔金属纤维烧结板的结构特点，对Marching Cubes算法进行优化，以更高效地建立烧结板三维多尺度形貌的几何模型.同时，引入参数表征方法驱动分形TPMS对烧结板的形貌进行调整与控制.实例分析结果表明，所提出的方法可更有效地建立/控制多孔金属纤维烧结板的多尺度形貌模型；模型的有效性通过数值仿真和与其他方法的比较得到了验证.该建模方法可直接用于其他具有多尺度形貌的功能材料的数字化设计中，并促进其数值模拟技术的发展.

关键词：多孔金属纤维烧结板;多尺度形貌;周期曲面;分形几何;三维建模;功能材料

基金资助：国家自然科学基金（51505152，51275177）；中国博士后科学基金（2015M580719，2016T90780）；广东省自然科学基金（2016A030310409）；浙江大学CAD&CG国家重点实验室开放课题（A1508）