使用 Simpleware 软件生成 2D 网格

Simpleware软件主要是对3D图像体积进行分割和网格划分，但利用Simpleware中的工具也可以为单独的2D图像生成2D网格。本教程将通过人工生成预分割数据的一个切片演示该工作流程。

本教程所用PreSegmentedSlice.png文件位于Simpleware软件Windows版本默认路径C:\Program Files\Synopsys\Simpleware\U-2022.12\Data\Presegmented2DSlice文件夹下。

为从2D图像生成2D网格，需要至少导入5次相同的图像以创建一个堆栈，然后才能使用Simpleware 软件中基于3D的算法。对薄的体积块进行网格划分后，可以在导出时提取单个面仅生成壳单元。

1. 在Simpleware ScanIP的欢迎页面上，点击Stack or raw images或File→New project→Stack or raw images.。
2. 在Files to import处选择Select file(s)…，定位到PreSegmentedSlice.png文件，点击Open。
3. 您将在导入窗口看到图像的文件名和路径。
4. 重复步骤 2 四次，共计导入该图像5次，导入窗口应如下图所示。
5. 由于该组数据是人为生成的，可以使用默认间距值1 mm。对于任何其他的数据，需要确保输入间距值能够正确缩放图像和最终网格。Z 间距应设置为与平面（XY）内分辨率大小相同。

   图：图像导入窗口显示已选择PreSegmentedSlice.png五次

6. 点击Finish。
7. 数据导入后Simpleware ScanIP视图窗口应如下所示。如果视图方向不同，可前往View→2D slice views→Orientations确认选择Classic。

1. 在 Image Processing → Segmentation → Advanced的下拉菜单中选择 Pre-segmented data mask generator。
2. 将下限和上限值分别设置为 0 和 100。
3. 确认应用于 All slices。
4. 确保是未勾选 Output to a multi-label mask 的状态。

   图：Pre-segmented data mask generator 工具设置页面

5. 点击 Apply。
6. 在软件左下角的 Dataset browser 随即生成 7 个新的掩膜。
7. 打开 Live 3D 可视化生成的掩膜。

这部分介绍如何设置模型并从分割数据生成 2D 网格。

1. 在 Dataset browser 右键单击 Models，选择 Create new FE model。
2. 全选 7 个掩膜并将它们拖拽到 Model 1 (FE)。

   图：创建的 FE 模型

3. 右键单击 Model 1 (FE) 选择 Model configuration….。
4. 在 General 选项卡保留默认设置。
5. 在 Volume meshing 选项卡，点击右下角 More options 查看高级参数。
6. 勾选 Edit options individually，将 Target number of elements across a layer 更改为 0.01。

   图：在 Volume meshing 选项卡中编辑高级参数

   减小 Target number of elements across a layer 是为了确保体积网格划分方面不会由于图像厚度较低而产生显着影响。

7. Shells 选项卡中，在 From 列表选中 Mask 1，To 列表选择 Zmin，点击 Add shells。
8. 对其余 6 个掩膜重复上一步，summary 窗口如下图所示。通过上方的 Export type 选择所需格式，Simpleware 支持各种主流软件的导出格式，如 ABAQUS、ANSYS、COMSOL、MATLAB等。点击 Close 关闭 Model configuration对话框。
9. 点击 Close 关闭 Model configuration 对话框。

由于我们只想导出壳单元而不是体积网格，因此需要将各部分设置为不可导出。

1. 使用 Shift 键同时选中 Model 1 (FE)下的所有掩膜，即从 Mask 1 到 Mask 7。
2. 右键选择 Toggle non-exportable。
3. 掩膜左侧的图标将会发生变化，表明这些掩膜不可导出。

1. 点击软件上方FE Model→ General→Full Model，开始生成网格的进程，完成后应如下所示。

   图：生成网格后的 3D 视图

2. 点击View→3D display→Visibility options。
3. 在Visibility options工具页面，从Surface entities的下拉列表中选择Shells，掩膜的不透明度将自动变更为0.1。

   图：在 3D 视图中显示的壳单元

4. 3D 视图将更新为仅显示 2D 壳单元。

   图：在 3D 视图中显示的壳单元

5. 点击FE Model→General→Export将网格文件导出至指定位置保存。

• Simpleware 软件内置教程 Tutorials — Meshing — Using Simpleware ScanIP to generate a 2D mesh