• 제목/요약/키워드: Delaunay refinement algorithm

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기하학적 해싱을 이용한 딜러니 개선 알고리듬의 가속화 (Acceleration of Delaunay Refinement Algorithm by Geometric Hashing)

  • 김동욱
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.110-117
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    • 2017
  • Delaunay refinement algorithm is a classical method to generate quality triangular meshes when point cloud and/or constrained edges are given in two- or three-dimensional space. It computes the Delaunay triangulation for given points and edges to obtain an initial solution, and update the triangulation by inserting steiner points one by one to get an improved quality triangulation. This process repeats until it satisfies given quality criteria. The efficiency of the algorithm depends on the criteria and point insertion method. In this paper, we propose a method to accelerate the Delaunay refinement algorithm by applying geometric hashing technique called bucketing when inserting a new steiner point so that it can localize necessary computation. We have tested the proposed method with a few types of data sets, and the experimental result shows strong linear time behavior.

딜러니 개선 알고리듬을 이용한 삼차원 구의 보로노이 곡면 삼각화 (Triangulation of Voronoi Faces of Sphere Voronoi Diagram using Delaunay Refinement Algorithm)

  • 김동욱
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.123-130
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    • 2018
  • Triangulation is one of the fundamental problems in computational geometry and computer graphics community, and it has huge application areas such as 3D printing, computer-aided engineering, surface reconstruction, surface visualization, and so on. The Delaunay refinement algorithm is a well-known method to generate quality triangular meshes when point cloud and/or constrained edges are given in two- or three-dimensional space. In this paper, we propose a simple but efficient algorithm to triangulate Voronoi surfaces of Voronoi diagram of spheres in 3-dimensional Euclidean space. The proposed algorithm is based on the Ruppert's Delaunay refinement algorithm, and we modified the algorithm to be applied to the triangulation of Voronoi surfaces in two ways. First, a new method to deciding the location of a newly added vertex on the surface in 3-dimensional space is proposed. Second, a new efficient but effective way of estimating approximation error between Voronoi surface and triangulation. Because the proposed algorithm generates a triangular mesh for Voronoi surfaces with guaranteed quality, users can control the level of quality of the resulting triangulation that their application problems require. We have implemented and tested the proposed algorithm for random non-intersecting spheres, and the experimental result shows the proposed algorithm produces quality triangulations on Voronoi surfaces satisfying the quality criterion.

Local Remeshing Algorithm for Quasi-Static Crack Propagation

  • Song, Young Joon;Koh, Byeong Cheon
    • 전산구조공학
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    • 제7권3호
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    • pp.167-176
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    • 1994
  • 균열전파 현상은 항상 형상이 변화하는 대표적인 문제중의 하나이다. 본 연구는 준-정적 균열전파 현상을 해석하기 위하여 들로네이 특성을 이용한 국지 요소재편 알고리즘을 제시하였다. 이 알고리즘은 요소 재편성과 세분화를 모두 수행할 수 있도록 준비되었다. 적용예로 M 적분법을 사용하여 주로 혼합 모우드로 균열이 전파되는 스폴링 현상을 해석하였다.

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적응적 세분화 방법을 이용한 무요소법의 응력 해석에 관한 연구 (A Study on the Adaptive Refinement Method for the Stress Analysis of the Meshfree Method)

  • 한상을;강노원;주정식
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.8-13
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    • 2008
  • In this study, an adaptive node generation procedure in the radial point interpolation method is proposed. Since we set the initial configuration of nodes by subdivision of background cell, abrupt changes of inter-nodal distance between higher and lower error regions are unavoidable. This unpreferable nodal spacing induces additional errors. To obtain the smoothy nodal configuration, it's regenerated by local Delaunay triangulation algorithm This technique was originally developed to generate a set of well-shaped triangles and tetrahedra. To demonstrate the performance of proposed scheme, the results of making optimal nodal configuration with adaptive refinement method are investigated for stress concentration problems.

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An edge-based smoothed finite element method for adaptive analysis

  • Chen, L.;Zhang, J.;Zeng, K.Y.;Jiao, P.G.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제39권6호
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    • pp.767-793
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    • 2011
  • An efficient edge-based smoothed finite element method (ES-FEM) has been recently developed for solving solid mechanics problems. The ES-FEM uses triangular elements that can be generated easily for complicated domains. In this paper, the complexity study of the ES-FEM based on triangular elements is conducted in detail, which confirms the ES-FEM produces higher computational efficiency compared to the FEM. Therefore, the ES-FEM offers an excellent platform for adaptive analysis, and this paper presents an efficient adaptive procedure based on the ES-FEM. A smoothing domain based energy (SDE) error estimate is first devised making use of the features of the ES-FEM. The present error estimate differs from the conventional approaches and evaluates error based on smoothing domains used in the ES-FEM. A local refinement technique based on the Delaunay algorithm is then implemented to achieve high efficiency in the mesh refinement. In this refinement technique, each node is assigned a scaling factor to control the local nodal density, and refinement of the neighborhood of a node is accomplished simply by adjusting its scaling factor. Intensive numerical studies, including an actual engineering problem of an automobile part, show that the proposed adaptive procedure is effective and efficient in producing solutions of desired accuracy.

버블패킹방법을 이용한 2차원 자동격자 생성 및 재구성 알고리듬 개발(I) -선형 해석- (Development of Algorithm for 2-D Automatic Mesh Generation and Remeshing Technique Using Bubble Packing Method (I) -Linear Analysis-)

  • 정순완;김승조
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권6호
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    • pp.1004-1014
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    • 2001
  • The fully automatic algorithm from initial finite element mesh generation to remeshing in two dimensional geometry is introduced using bubble packing method (BPM) for finite element analysis. BPM determines the node placement by force-balancing configuration of bubbles and the triangular meshes are made by Delaunay triangulation with advancing front concept. In BPM, we suggest two node-search algorithms and the adaptive/recursive bubble controls to search the optimal nodal position. To use the automatically generated mesh information in FEA, the new enhanced bandwidth minimization scheme with high efficiency in CPU time is developed. In the remeshing stage, the mesh refinement is incorporated by the control of bubble size using two parameters. And Superconvergent Patch Recovery (SPR) technique is used for error estimation. To verify the capability of this algorithm, we consider two elasticity problems, one is the bending problem of short cantilever beam and the tension problem of infinite plate with hole. The numerical results indicate that the algorithm by BPM is able to refine the mesh based on a posteriori error and control the mesh size easily by two parameters.

고차 통계 초점 척도를 이용한 3D 모델 복원 알고리즘 (3D Model Reconstruction Algorithm Using a Focus Measure Based on Higher Order Statistics)

  • 이주현;윤현주;한규필
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.11-18
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    • 2013
  • 본 논문에서는 정확한 깊이를 추출하기 위해 고차 통계기반 초점 척도를 이용한 SFF(shape from focus) 알고리즘을 제시한다. 기존의 SFF기반 3차원 깊이 복원 기법들은 초점 척도로 SML(sum of modified Laplacian)을 사용하기 때문에, 성능이 영상의 특성에 크게 의존하여 초점이 정밀하거나 질감이 풍부한 영상에서만 효율적이다. 그러므로, 본 논문에서는 비교적 질감과 초점이 빈약한 영상에서도 초점 값을 추출할 수 있도록 고차 통계(HOS:higher order statistics)를 이용한 알고리즘을 제안한다. 이 초점 척도에 의해 초점 영역 맵이 생성되고 국부적으로 최적의 초점 값을 갖는 화소를 추출하기 위해 영역개선, 세선화, 모서리 검출과정이 순서적으로 적용된다. 최종적으로 추출된 점에 대해서 Delaunay 삼각화를 사용하여 3차원 모델정보를 생성한다.

효율적인 깊이 특징 추출을 이용한 스테레오 영상 기반의 3차원 모델링 기법 (Stereo Image-based 3D Modelling Algorithm through Efficient Extraction of Depth Feature)

  • 하용수;이행석;한규필
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제32권10호
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    • pp.520-529
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    • 2005
  • 본 논문에서는 특징 기반 3D 모델링 알고리즘을 제안한다. 깊이 기반 기술을 다루는 전통적인 방법들은 영상 정합을 위한 깊이정보추출에 많은 시간을 필요로 한다. 특징 기반 알고리즘에서 삼각형 내부의 모든 픽셀들에 대한 모델링 오차 계산이 필요하다 할지라도 깊이 기반 보다는 특징기반 방법들이 보다 적은 계산 부담을 가지나 이는 또한 계산 시간을 증가 시킨다. 그러므로 제안된 알고리즘은 효율적인 3D 모델을 생성하기 위해 초기 3D 모델 생성, 모델 평가 및 모델 세분화의 3단계로 구성하였다. 초기 모델 생성을 위해 자기 변화와 델루니 삼각화가 사용되었고 이 단계에서 빠른 경계 추출과 점진적인 델루니 삼각화 및 삼각형 내부의 중심에 가까운 정점을 선택하거나 모든 픽셀에 대한 오차 계산을 위한 연산 시간을 줄이기 위해 형태학적 미분 연산자를 수정하여 이용하였다. 모델 생성 후 평가 단계에서 표면의 변이 변화와 근사 오차 및 표면의 크기를 평가하여 드물게 정합을 수행 하였고, 그 후 큰 오차를 갖는 표면들을 선택하여 작은 표면이 되게 세밀화 작업을 했다. 실험 결과 제안된 알고리즘이 평탄영역 및 급격한 영역에서 보다 적은 모델링 오류로 적응적인 모델을 획득할 수 있었고 모델 획득시간을 현저하게 줄일 수 있었다.