如何确定三角形元素的雅可比比?

计算科学 计算几何 雅可比
2021-12-04 06:16:56

我正在尝试实现一种算法来查找网格中每个三角形的雅可比比,作为网格质量检查的一部分。

假设我有三角形的顶点:有了这些数据如何确定三角形的雅可比比?P1(x1,y1,z1)P2(x2,y2,z2)P3(x3,y3,z3)

2个回答

似乎雅可比比被定义为元素 [1, 2] 中最大和最小雅可比行列式之间的比率。而且,介于 0.33333 和 1 之间的值足够好 [3]。

然而,对于线性元素,雅可比是恒定的,因此在每个元素上都是相同的。正如@GustavoCosta 所提到的,元素质量检查常用的 3 个描述符是纵横比、内角和雅可比行列式。但是,在之前的答案和参考资料中提到的还有更多。您可能还想检查参考 4。

参考

  1. Kwok, W. 和 Chen, Z.(2000 年 10 月)。六面体和楔形元素的简单有效的网格质量度量。在 IMR(第 325-333 页)。

  2. Bi, Z. (2017)。有限元分析应用:一种系统且实用的方法。学术出版社。

  3. Bucki, M.、Lobos, C.、Payan, Y. 和 Hitschfeld, N. (2011)。基于雅可比的有限元网格配准修复方法。计算机工程,27(3),285-297。

  4. 小休丘克 (2002)。什么是好的线性有限元?插值、调节、各向异性和质量测量(预印本)。加州大学伯克利分校,73, 137。

我想你已经计算了雅可比行列式,你可以通过行列式值的最大值和最小值的比值来计算雅可比比。如果您难以计算雅可比,请参考此链接。