MATLAB电磁场有限元网格生成与编号系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，实现二维区域的三角形网格自动剖分，专为电磁场有限元求解设计。支持边界条件输入、网格质量评估与节点单元编号，适用于电磁仿真前处理。

详 情 说 明

基于三角形剖分的电磁场有限元网格生成与编号系统

项目介绍

本项目是一个专门针对电磁场有限元求解需求设计的二维三角形网格自动剖分系统。系统能够根据给定的几何边界条件和剖分参数，采用Delaunay三角剖分算法生成优化的三角形网格，并对所有节点和单元进行系统化编号。同时提供网格质量评估和边界条件标记功能，为后续电磁场有限元计算提供完整的网格数据支持。

功能特性

• 自动网格生成：基于Delaunay三角剖分算法实现高质量的三角形网格自动生成
• 网格密度控制：支持通过参数调节网格疏密程度，适应不同计算精度需求
• 边界条件处理：能够识别和标记各类边界条件，包括强制节点位置和材料属性边界
• 网格质量优化：集成网格质量优化技术，提高三角形单元的质量指标
• 系统化编号：对节点和单元进行优化编号，减少有限元矩阵带宽
• 质量评估报告：提供详细的网格质量评估，包括最小角度、最大边长比等关键指标
• 可视化输出：生成带编号的网格图形，便于直观检查和分析

使用方法

输入参数准备

1. 几何边界数据：准备区域边界点的坐标矩阵（N×2数组）
2. 剖分参数设置：配置网格密度控制参数和边界细分级别
3. 材料属性标记：定义不同区域材料类型的边界标识
4. 约束条件指定：设置强制节点位置和边界条件类型标识

运行流程

系统读取输入参数后，自动执行以下流程：

• 几何边界预处理和离散化
• Delaunay三角剖分计算
• 网格质量优化处理
• 节点和单元系统编号
• 边界条件标记和整理
• 网格质量评估分析
• 结果数据输出和可视化

输出结果

系统生成以下输出文件：

• 节点坐标矩阵（M×3数组：[节点编号, x坐标, y坐标]）
• 单元连接矩阵（K×4数组：[单元编号, 节点1, 节点2, 节点3]）
• 边界信息表（记录各类边界条件的节点和边信息）
• 网格质量报告（包含最小角度、最大边长比等质量指标）
• 可视化网格图（带编号的三角形网格显示图形）

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（建议8GB以上用于处理大型网格）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了网格生成系统的完整工作流程，包括几何数据读取与验证、剖分参数解析、核心剖分算法执行、网格优化处理、节点单元编号分配、边界条件标记、质量评估分析以及结果可视化输出等关键功能模块，实现了从输入参数到最终网格数据的一体化处理。