薄壁物体表面网格的四面体化答案

【问题标题】：Tetrahedralization from surface mesh of thin-walled object薄壁物体表面网格的四面体化
【发布时间】：2014-05-17 05:50:04
【问题描述】：

我需要生成薄壁物体的四面体（体积）网格。想想瓶子或塑料碗等物体，它们大多是空心的。 FEM 模拟需要体积网格。物体外表面的表面网格可从测量中获得，例如使用octomap 或 KinectFusion。因此顶点间距是比较规则的。由于壁厚已知，物体的内表面可以通过移动内部所有点从外表面计算出来。

到目前为止，我已经考虑了以下方法：

创建一个 3D Delaunay 三角剖分（这将破坏现有的曲面网格），然后移除所有不在两个原始曲面之间的四面体。对于此检查，可能需要创建 2 个表面的隐式表面表示。
使用 Alphashapes 创建 3D Delaunay 三角剖分并移除“内部”（空心空间中）或“外部”（外表面）的四面体。
关闭外部和内部网格，并将它们分别作为外壳和孔加载到 tetgen 中。

这些方法对我来说似乎有点不雅，而且它们仍然存在一些缺陷。我可能需要几个库/工具。对于 1 和 2，可能仍需要 tetgen 或其他 FEM 网格划分工具来创建条件良好的四面体。有没有人有更直接的解决方案？我想这应该也是 3D 打印中常见的问题。

关于工具/库，到目前为止，我已经研究过 PCL、meshlab 和 tetgen。他们似乎都只完成了部分工作。理想情况下，我希望只使用开源库并避免使用需要人工干预的工具。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

一种方法是：

【讨论】：

【解决方案2】：

我看到的问题是纵横比。

单层四面体不会很好地再现壳或弯曲行为。通过厚度的单个元素已经需要大网格。为了保持纵横比和角度可接受，放置多个可能会破坏银行。

在这种情况下，我更喜欢砖或厚壳元素而不是四面体。我认为建模会更容易，行为也会更忠实于物理。

【讨论】：