基于STEP的三维模型邻接面复杂网络生成分析系统

论文摘要

伴随着计算机信息化、机械制造业以及辅助设计行业的发展,产品设计经历了早期的手工制图、二维CAD制图,到现阶段的三维建模等技术,随着三维CAD技术逐渐深化应用并日趋成熟,在这个过程中出现了较多的三维模型表达方式如属性邻接图表达以及三维模型数据存储格式如STEP文件格式。同时,复杂网络科学逐渐被深入研究,其具有自组织、自相似、吸引子、小世界、无标度等特性。由于其帮助人们以网络的观念去理解周围的世界,复杂网络被广泛应用在各个领域,对网络数据进行深入剖析有助于人们理解埋藏于网络结构之下的许多信息。基于以上,论文提出了将三维模型使用复杂网络的方式表达出来,使用三维模型的面邻接关系生成复杂网络,即将三维模型属性邻接图作为邻接面复杂网络的思想,并设计了一个基于B/S架构,以Java Web技术为系统实现技术的系统。系统将以STEP中性文件为输入格式,通过对STEP文件进行分解提取,然后使用经典布局将三维模型邻接面复杂网络进行可视化操作并分析复杂网络特征,再通过对生成的复杂网络融入改进的力引导布局算法从而实现社团划分和节点间聚类等功能。本文的主要工作是为满足用户对三维模型的复杂网络形态进行可视化研究以及网络属性的获取而进行设计实现的,系统主要功能如下:(1)将三维模型STEP实例文件内的数据分类提取和存储;(2)三维模型面邻接关系复杂网络生成及布局可视化研究;(3)三维模型面邻接关系复杂网络属性计算、社团特性提取以及面检索功能实现。本文首先分析了三维模型表达方式以及复杂网络学科的研究背景和研究现状,根据研究方向简单介绍了相关理论知识,并进行了力引导布局算法的可实现社团划分功能的改进。然后根据软件工程开发模式对系统的开发过程进行了阐述,过程如下:(1)进行需求分析,对系统使用者的角色进行了明确划分并设计不同模块用例图;(2)进行系统设计,根据需求分析对系统进行功能模块的划分并进行数据库的设计,确定数据库实体关系图;对不同模块进行了流程设计;(3)进行系统实现,分别进行了数据库实现(数据库所有表格的详细设计与数据填充),服务器后台实现(服务端口与数据库端口的对应与实现),以及将界面根据功能模块的划分而具体实现。系统运行结果表明,用户通过此系统可以很好地将三维模型STEP实例文件进行数据提取并查看,也可以得到多种美观度较高的三维模型邻接面复杂网络图。根据得到的复杂网络用户得出网络相关属性,面检索结果也较为准确,各模块运行结果可以满足用户的基本需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 复杂网络研究现状
•     1.2.2 属性邻接图研究现状
•     1.2.3 STEP研究现状
•     1.2.4 力引导布局算法研究现状
•   1.3 研究内容与特色
•   1.4 论文组织结构
•   1.5 本章小结
• 第二章 相关算法理论基础
•   2.1 STEP文件解读
•     2.1.1 文件结构及信息要素
•     2.1.2 几何信息的提取算法
•   2.2 力引导布局算法
•     2.2.1 Eages P模型
•     2.2.2 KK模型
•     2.2.3 FR模型
•     2.2.4 LL模型
•     2.2.5 基于多维尺度分析的布局算法
•   2.3 系统开发环境介绍
•   2.4 本章小结
• 第三章 系统分析与设计
•   3.1 需求分析
•   3.2 概要设计
•     3.2.1 系统架构
•     3.2.2 系统功能
•     3.2.3 数据库结构设计
•   3.3 详细设计
•     3.3.1 界面功能设计
•     3.3.2 功能模块详细设计
•   3.4 本章小结
• 第四章 力引导布局算法改进
•   4.1 改进思路
•   4.2 算法设计
•   4.3 算法描述
•   4.4 算法实现效果分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 系统实现与测试
•   5.1 数据库实现
•   5.2 服务器后台实现
•   5.3 浏览器界面实现
•     5.3.1 登录/附加功能实现
•     5.3.2 文件上传/选择功能实现
•     5.3.3 复杂网络生成功能实现
•     5.3.4 复杂网络分析功能实现
•     5.3.5 数据管理功能实现
•   5.4 系统功能测试
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 工作总结
•   6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的主要成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 白蔚蔚

导师: 王吉华,梅敬成

关键词: 三维模型,复杂网络,力引导布局算法

来源: 山东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,计算机软件及计算机应用

单位: 山东师范大学

分类号: TP391.72;O157.5

DOI: 10.27280/d.cnki.gsdsu.2019.000070

总页数: 61

文件大小: 5278K

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