gambit虚拟几何结构
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GAMBIT MODELING GUIDE：附录A：虚拟几何结构
1附录A——虚拟几何结构
A.1 简介
GAMBIT几何结构操作包含一套完整的分类工具，它允许用户生成和修改固体模型。
它们包括三个基本的实体类型：
• Real
• Virtual
• Faceted
Real实体具有自己的几何结构描述，它们通过描述它们的位置和形状的数学公式来确
定。Virtual实体没有自己的几何结构的描述，它们而是通过参考一个或者多个实际的实体
来派生出它们的几何结构。Faceted实体参照一个背景网格来确定。 注意：GAMBIT GUI仅仅参照实际的和虚拟的几何结构。要将GAMBIT几何结构操作
用于Faceted实体的几何结构，用户必须将它作为虚拟几何结构处理。
本附录的目的在于说明实际的和虚拟的几何结构操作之间的基本区别（A.2部分）以及
阐述虚拟几何结构的以下特点：
• 基本规则（A.3部分）
• 操作（A.4部分）
• 应用（A.5部分）
A.2实际的和虚拟的操作之间的区别
GAMBIT几何结构操作有两种基本类型：
• Real
• Virtual
Real几何结构操作仅仅对实际的实体进行并且生成的或者更改的也是实际的拓扑实体。
Virtual几何结构操作可以对任意实际的和/或者虚拟的实体组合进行但是生成的或者更改产
生的仅为虚拟的实体。
表A－1和表A－2分别列出了一些包含在GAMBIT实际的或者虚拟的几何结构操作中
的基本操作。
表A－1：实际的几何结构操作
目录
操作任务
生成
• 在空间的指定点生成实际的点
• 从现有的实际的次级拓扑实体生成实际的边、面和体积
• 生成实际的基本体积形式，例如圆柱和棱柱
GAMBIT MODELING GUIDE：附录A：虚拟几何结构
2更改
• 分割边、面和体积
• 对于面和体积的布尔操作：合并、删除和相交
• 融合体积的边和顶点
表A－2：虚拟结合结构操作
目录
操作任务
生成
• 在现有的实边或实面上生成虚拟顶点
• 生成由现有实体确定其形状的虚边、虚面和虚拟体积
更改
• 重新定位寄生于边或面上的虚拟顶点
• 分割实际的或者虚拟的边、面和体积
• 将两个实际的或者虚拟的实体融合为一个虚拟的实体
• 皱缩位于两个相邻面之间的一个实际的或者虚拟的面
本向导的第二章将详细说明生成和/或者更改实际的和虚拟的实体要求的步骤和设定。
注意：本附录的全部内容中，拓扑实体的标签符合GAMBIT默认的标签规则。也就是
说，顶点、边、面和体积分别标记为vertex.a、edge.b、face.c和volume.d，其中a、b、c和d
代表整数——例如，vertex.5或者face.12。虚拟的实体标签与实际的实体的标签类似但是包
括前缀“v_”——例如，v_edge.3或者v_volume.9。
A.3 虚拟几何结构基本规则
A.3.1 模型前景和背景
要理解虚拟几何结构操作的基本目的，考虑两个不同逻辑区域的GAMBIT建模过程是
很有效的。
• 前景
• 背景
模型前景由模型直接检查可见的拓扑实体构成。这些实体在形状和结构上都反应了模
型的前面的外形。模型背景由不可直接观察但是它们的数学定义确定了模型的整体形状和结
构的拓扑实体构成。
以下部分将详细说明和解释GAMBIT模型前景和背景之间的区别以及模型前景在
GAMBIT显示和网格化分操作中的基本角色。
前景vs.背景——示例
作为模型前景和背景之间区别的一个示例，考虑如图A－1所示的二维简单模型。该模
型由排列成非规则平面六边形的六条实边构成。每条边与其相邻边有公共的顶点并且以次与
这些边相连。所有六条边和顶点都存在于模型的前景中。
图A－1中所示的每条边和每个顶点都具有自己的几何描述；这些边定义为曲线，这些
定点定义为模型空间的指定点。所有六条边和顶点的组合定义构成了模型的整体几何描述。
如果用户进行一次包含图A－1中的虚拟“融合”操作（见下面“融合操作”），GAMBIT
将用一条标签为v_edge.7的虚边来替代模型前景中的两条边（如图A－2）。
GAMBIT MODELING GUIDE：附录A：虚拟几何结构
3
虚边v_edge.7并不具有自己的几何描述。而是，它的形状参照edge.1和edge.2.的几何表
述确定。在这种意义上，v_edge.7作为一个“重叠的”实体代表了它所参照的特定的一组边。
当进行如图A－1和A－2中解释的融合操作时，它将移动edge.1、edge.2以及它们的公
共顶点vertex.2到模型的背景上并在模型前景中用虚边v_edge.7来替代它们。结果，模型显
示保持它原来的六边形形状但是仅仅包含五条拓扑边——其中一条为虚边。
下表总结了图A－1和图A－2中说明的模型融合之前和之后前景和背景的构成。
阶段 融合之前 融合之后
区域 前景 背景 前景 背景
Vertices vertex.1
vertex.2
vertex.3
vertex.4 None vertex.1
vertex.3
vertex.4
vertex.5 Vertex.2
图A－1：非规则六边形——融和操作之前
图A－2：非规则六边形——融合操作之后
GAMBIT MODELING GUIDE：附录A：虚拟几何结构
4vertex.5
vertex.6 vertex.6
Edges edge.1
edge.2
edge.3
edge.4
edge.5
edge.6 None edge.3
edge.4
edge.5
edge.6
v_edge.7 edge.1 edge.2
显示和网格划分操作中的模型前景
模型前景和背景之间的辨别对于GAMBIT用户非常重要，原因如下：
GAMBIT 显示和网格划分操作仅仅包含那些存在于模型前景中的拓扑结构。
例如，如果用户对于图A－1中的edge.1和edge.2代表的曲线进行网格划分，用户必须
对每条边独立使用网格节点分级格式，因为两条边都在模型的前景上。由于GAMBIT受到
它的网格划分规则和在网格划分的边的端点生成网格节点的约束，因此在vertex.2位置生成
一个网格节点是必要的，它作为曲线的融合点（如图A－3(a)）。
相对的，如果用户对于虚边v_edge.7所代表的曲线划分网格，GAMBIT允许用户对于
该曲线应用单一的分级格式。进一步，由于v_edge.7作为一个独立的拓扑实体，GAMBIT
不限制在该曲线的起始点生成一个网格节点（如图A－3(b)）。因此，模型前景中存在v_edge.7
使得GAMBIT对于模型节点位置施加了比edge.1和edge.2存时在较少的整体限制
GAMBIT的基本目的是生成网格节点阵列，它们的位置代表物理模型中特定的点。在
这种意义上，GAMBIT几何结构操作仅仅提供了生成有用的模型的全过程中的中间步骤。
因为GAMBIT网格划分过程仅仅包含模型前景中存在的那些组件，虚拟几何结构操作为用
户提供了控制模型局部区域网格密度和形状的方便而有力的手段，并且因此，在模型中作为
一个整体。
图A－3：不规则六边形——网格节点步长
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5A.3.2 虚拟实体类别
参与虚拟几何结构操作的实体可以被划分为两种基本类别：
• Relationship
• Class
relationship类型定义为特定的实际的和/或者虚拟的实体之间通过给定的虚拟几何结构
操作相互关联。class类型指由一个或者多个参照实体确定虚拟实体的方式。
以下部分将阐述关于上面列举的类型使用的术语的一般规则。
Relationship类型
relationship类型包含两个基本类别：
• Host
• Guest
Host实体是通过某种关系被一个或者多个虚拟实体所参照的实或虚的实体。在某些情
况下，它们存在于模型的背景中。Guest实体是参考一个或者多个实际的或者虚拟的实体的
虚拟实体。它们存在于模型的前景中（见下面的注意）。 注意：如果一个虚拟实体作为其它虚拟实体的寄主，则该寄主虚拟实体存在于模型的
背景中。
Class类型
虚拟实体的基本类型有五种，每种都由虚拟（寄主）实体和它的实际的（寄生）实体
之间的关系的本质决定。这五种虚拟实体如下：
• Superset 超集
• Subset 子集
• Interpolant
• Parasite 寄生体
• Orphan 孤立体
以下部分强纤细说明上面列举的每个实体类型。
Superset实体
superset实体是参照两个或者多个实际实体的一个虚拟实体。例如，如上面的图A－2
中所示的虚边v_edge.7，作为一个superset实体，因为它的形状参照两个实际的实体（图A
－1中的edge.1和edge.2）来确定。Superset实体占据模型的背景（见下面的注意）。 注意：如果一个superset实体作为一个高级superset实体的一部分，该次级superset实
体则占据模型的背景。例如，如果用户融合图A－2中的edge.6和v_edge.7来生成实体
v_edge.8，GAMBIT将把v_edge.7放在模型背景中。
Subset实体
subset实体是作为生成单一寄主实体的一组实体中的一个虚拟实体。作为subset实体的
一个示例，考虑如图A－4(a)中所示的拓扑结构。该结构由一条直边（edge.1）和它的端点
（vertex.1和vertex.2）组成。
