(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210757060.2 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 中国人民解 放军91439部队 地址 116041 辽宁省大连市旅顺口区迎 春 街136号 (72)发明人 胡艺　田恒斗　李兵　王树乐　 胡迺成　孙常存　陈高杰　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 王爱涛 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种板状结构网格模型破口面积计算方法 及系统 (57)摘要 本发明涉及一种板状结构网格模型破口面 积计算方法及系统， 涉及舰船损伤技术领域。 所 述方法包括将破口产生前和破口产生后的板状 结构网格模 型进行对比确定破口单元集合； 根据 破口单元集合中各网格单元之间的连通性确定 破口单元集合中的所有破口； 确定破口的所有边 界中最长的边界上的点为破口的主边界节点点 集； 确定主边界节点点集中各节 点在破口产生后 的板状结构网格模型中的坐标为破口矩阵； 计算 破口矩阵的协方差矩阵； 对协方差矩阵进行旋转 变换得到变换后的矩阵； 根据变换后的矩阵利用 高斯面积公 式计算破口的面积； 确定破口单元集 合中所有破口的面积之和为板状结构网格模型 中破口的总面积。 本发明可通过定量方法确定板 状结构网格模型的破口面积。 权利要求书4页 说明书11页 附图5页 CN 115099040 A 2022.09.23 CN 115099040 A 1.一种板状结构网格模型破口面积计算方法， 其特 征在于， 包括： 获取船舰破口产生前的板状结构网格模型和破口产生后的板状结构网格模型； 将所述破口产生前的板状结构网格模型和破口产生后的板状结构网格模型进行对比， 确定在破口产生前的板状结构网格模型中存在， 但在破口产生后的板状结构网格模型中不 存在的网格单 元为破口单 元集合； 根据所述破口单元集合中各网格单元之间的连通性确定所述破口单元集合中的所有 破口； 确定各破口的主边界节点点集； 所述一个破口的主边界节点点集为所述破口的所有边 界中最长的边界上的点构成的集 合； 对于任意一个主边界节点点集， 确定所述主边界节点点集中各节点在所述破口产生后 的板状结构网格模型中的坐标为破口矩阵； 计算所述破口矩阵的协方差矩阵； 对所述破口矩阵的协方差矩阵进行旋转变换 得到变换后的矩阵； 根据所述变换后的矩阵利用高斯 面积公式计算所述破口 的面积； 确定所述破口单 元集合中所有破口 的面积之和为所述船舰中破口 的总面积。 2.根据权利要求1所述的一种板状结构网格模型破口面积计算方法， 其特征在于， 在所 述对于任意一个主边界节点点集， 确定所述主边界节点点集中各节点在所述破口产生后的 板状结构网格模型中的坐标为破口矩阵， 之前还 包括： 在当前迭代次数下， 对于当前迭代次数下所述破口单元集合中任意一个破口的主边界 节点点集， 确定所述主边界节点点集在所述破口产生前的板状结构网格模 型中的坐标构成 第一矩阵； 确定所述主边界节点点集在所述破口产生后的板状结构网格模型中的坐标构成第二 矩阵； 计算所述第一矩阵和所述第二矩阵的协方差矩阵； 对所述协方差矩阵进行奇异值分解得到左奇异 矩阵、 右奇异 矩阵和对角矩阵； 根据所述左奇异 矩阵和所述右奇异 矩阵得到 旋转矩阵； 计算所述主边界节点点集的所有外围网格单元的点积； 所述点积为第 一法向量和第 二 旋转法向量的点积； 所述第二旋转法向量为采用所述旋转矩阵对第二法向量进行旋转得到 的； 所述第一法向量为所述外围网格单元在所述破口产生前的板状结构网格模型中的法向 量； 所述第二法向量为所述外围网格单元在所述破口产生后的板状结构网格模型中的法向 量； 将满足设定条件的所有主边界节点点集的所有外围网格单元加入当前迭代次数下的 破口单元集合中得到下一迭代次数下的破口单元集合， 根据所述下一迭代次数下的破口单 元集合确定下一迭代 次数下的各破口的主边界节点点集， 并进入下次迭代， 直到当前迭代 次数下没有满足所述设定条件的外围网格单元， 则确定 当前迭代次数下的所述破口单元集 合为最终的破口单元集合； 所述设定条件为所述外围网格单元的点积小于0， 且 所述外围网 格单元和目标主边界节点点集对应的破口的边界共享边的数量大于1； 所述 目标主边界节 点点集为与所述外围网格单 元对应的主边界节点 点集； 对于所述 最终的破口单 元集合中的任意 一个破口， 确定所述破口 的主边界节点 点集。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115099040 A 23.根据权利要求2所述的一种板状结构网格模型破口面积计算方法， 其特征在于， 所述 将满足设定条件的所有主边界节点点集的所有外 围网格单元加入当前迭代次数下的破口 单元集合中得到下一迭代次数 下的破口单 元集合， 具体包括： 将满足设定条件的所有主边界节点点集的所有外围网格单元加入当前迭代次数下的 破口单元集合中得到更新后的破口单 元集合； 对所述更新后的破口单元集合内的各破口分别进行碎片清除后得到清除后的破口单 元集合； 根据所述清除后的破口单元集合中各破口的连通情况确定下一迭代次数下的破口单 元集合。 4.根据权利要求1所述的一种板状结构网格模型破口面积计算方法， 其特征在于， 所述 确定各破口 的主边界节点 点集， 具体包括： 遍历所述破口中所有网格单元的边， 对于任意一个边， 若所述边出现一次则所述边属 于所述破口 的边界； 确定所述破口 的所有边界组成的所有环为 边界集合； 确定所述 边界集合中最长的环为所述破口 的主边界， 其 余环为碎片边界； 在所述破口产生后的板状结构网格模型中删除所述碎片边界围成的区域内的所有网 格单元得到删除后的破口单 元集合； 将所述边界集合中的其 余环删除得到所述破口删除后的边界集 合； 将所述破口删除后的边界集 合中各边界的点确定为主边界节点 点集。 5.根据权利要求2所述的一种板状结构网格模型破口面积计算方法， 其特征在于， 所述 计算所述第一矩阵和所述第二矩阵的协方差矩阵， 具体包括： 根据所述第一矩阵计算所述第一矩阵的均值向量； 根据所述第二矩阵计算所述第二矩阵的均值向量； 根据所述第一矩阵、 所述第二矩阵、 所述第一矩阵的均值向量和所述第二矩阵的均值 向量得到所述第一矩阵和所述第二矩阵的协方差矩阵。 6.一种板状结构网格模型破口面积计算系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取船舰破口产生前的板状结构网格模型和破口产生后的板状结构网 格模型； 对比模块， 用于将所述破口产生前的板状结构网格模型和破口产生后的板状结构网格 模型进行对比， 确定在破口产生前 的板状结构网格模型中存在， 但在破口产生后的板状结 构网格模型中不存在的网格单 元为破口单 元集合； 破口确定模块， 用于根据所述破口单元集合中各网格单元之间的连通性确定所述破口 单元集合中的所有破口； 第一主边界节点点集确定模块， 用于确定各破口的主边界节点点集； 所述一个破口的 主边界节点 点集为所述破口 的所有边界中最长的边界上的点构成的集 合； 破口矩阵计算模块， 用于对于任意一个主边界节点点集， 确定所述主边界节点点集中 各节点在所述破口产生后的板状结构网格模型中的坐标为破口矩阵； 第一协方差矩阵计算模块， 用于计算所述破口矩阵的协方差矩阵； 旋转变换模块， 用于对所述破口矩阵的协方差矩阵进行旋转变换 得到变换后的矩阵；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115099040 A 3