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Proyección de punto algebraico para análisis de frontera inmersa en curvas y superficies NURBS de bajo grado

Autores: Liao, Huanyu; Vaitheeswaran, Pavan Kumar; Song, Tao; Subbarayan, Ganesh

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Proyección de punto algebraico para análisis de frontera inmersa en curvas y superficies NURBS de bajo grado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Proyección
Límite
Paramétrico
Curvas
Superficies
Algebraico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La proyección de punto es una necesidad geométrica importante cuando los límites descritos por curvas y superficies paramétricas están inmersos en dominios. En problemas donde un límite paramétrico inmerso evoluciona con el tiempo, como en análisis de solidificación o fractura, la proyección desde un punto en el dominio al límite es necesaria para determinar la interacción del límite móvil con la aproximación del dominio subyacente. Además, durante el análisis, dado que la fuerza motriz detrás de la evolución de la interfaz depende de curvaturas y normales calculadas localmente, es ideal si la entidad paramétrica no se aproxima como lineal por partes. Para abordar este desafío, presentamos en este artículo un procedimiento algebraico para proyectar un punto en curvas y superficies B-spline racionales no uniformes (NURBS). La técnica desarrollada utiliza la teoría resultante para construir formas implícitas de parches Bézier paramétricos, cuyos conjuntos de nivel se denominan conjuntos de nivel algebraicos (ALS). Se realizan composiciones booleanas de los conjuntos de nivel algebraicos utilizando la teoría de funciones R. Los conjuntos de nivel algebraicos y sus gradientes en un punto dado en el dominio se utilizan luego para proyectar el punto en el límite inmerso. Comenzando con un algoritmo de primer orden, se describen procedimientos refinados secuencialmente que culminan en un algoritmo de proyección de segundo orden para curvas y superficies NURBS. Se presentan ejemplos para ilustrar la eficiencia y robustez del método desarrollado. Más importante aún, se muestra que el método es robusto y capaz de generar soluciones válidas incluso para curvas y superficies con alta curvatura local o problemas de continuidad donde el método de Newton-Raphson falla debido a la discontinuidad en los puntos proyectados o porque las iteraciones numéricas no convergen a una solución, respectivamente.

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