技術(shù)特征：

1.一種軟組織有限元模型的加速計算方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1）：根據(jù)軟組織的網(wǎng)格模型，創(chuàng)建數(shù)組A，將軟組織模型的每個四面體單元序號與每個四面體單元所包含的四個三角形單元序號相連，使得任意一個四面體單元序號可得出其包含的四個三角形單元序號；同時創(chuàng)建數(shù)組B，將軟組織模型的每個三角形單元序號與共用每個三角形單元的兩個相鄰四面體單元的序號相連，使得通過任意一個三角形單元序號可得出共用其三角形單元的兩個相鄰四面體單元序號，如果其中某一三角形單元為軟組織模型的邊界單元，則只與包含當(dāng)前三角形單元的四面體單元序號相連；

步驟2）：篩選參與計算的單元的集合，以受力點(diǎn)所在單元的內(nèi)心為基準(zhǔn)點(diǎn)，給出如下所示的篩選條件的關(guān)系式：

(1)

式中，l為當(dāng)前四面體單元的內(nèi)心與受力點(diǎn)所在單元的內(nèi)心之間的距離，a為篩選系數(shù)，R為受力單元的外接圓半徑；

判斷當(dāng)前的四面體單元是否滿足篩選條件關(guān)系式（1），如果是，將當(dāng)前四面體單元列入?yún)⑴c計算單元的集合，判斷首先從受力點(diǎn)所在四面體單元的相鄰四面體單元開始進(jìn)行，然后再對每個相鄰四面體單元相鄰的四面體單元進(jìn)行判斷，參與計算單元集合的判斷以受力點(diǎn)所在四面體單元為中心，由里到外進(jìn)行，直到不滿足篩選條件關(guān)系式（1）為止；篩選參與計算的單元時，根據(jù)篩選判斷的先后順序，將參與計算的單元集合的四面體單元序號和節(jié)點(diǎn)序號進(jìn)行重新排序；當(dāng)受力點(diǎn)所在四面體單元個數(shù)大于1時，依次進(jìn)行受力點(diǎn)所在四面體單元個數(shù)次的循環(huán)進(jìn)行判斷，并統(tǒng)一封裝到參與計算單元的集合；每個四面體單元的相鄰四面體單元，通過步驟1）中生成的數(shù)組A和數(shù)組B進(jìn)行查找；

步驟3）：創(chuàng)建數(shù)組C，將步驟2）中生成的參與計算單元集合的新四面體單元序號和原模型中的四面體單元序號相連；創(chuàng)建數(shù)組D，將步驟2）中生成的參與計算單元集合的新節(jié)點(diǎn)序號和原模型中的節(jié)點(diǎn)序號相連；

步驟4）：基于步驟2）所生成的參與計算的單元集合，并結(jié)合步驟3）中所生成的數(shù)組C和數(shù)組D，封裝整體剛度矩陣，在施加的外加載荷和邊界條件下，只對軟組織模型中所篩選出的參與計算單元的集合進(jìn)行形變計算。

2.如權(quán)利要求書1所述的一種軟組織有限元模型的加速計算方法，其特征在于：所述步驟1）中的數(shù)組A為m行4列的二維數(shù)組，數(shù)據(jù)類型為int型，m為軟組織模型所包含的四面網(wǎng)格單元的個數(shù)，每個行下標(biāo)代表軟組織模型的四面體網(wǎng)格單元的序號，每行的四個列下標(biāo)所對應(yīng)的元素分別存儲每個行下標(biāo)所對應(yīng)四面體單元所包含的四個三角形單元的序號；數(shù)組B為n行2列的二維數(shù)組，數(shù)據(jù)類型為int型，n為軟組織模型所包含的三角形單元的個數(shù)，每個行下標(biāo)代表軟組織模型的三角形網(wǎng)格單元的序號，每行的兩個列下標(biāo)所對應(yīng)的元素分別存儲共用當(dāng)前三角形單元的兩個四面體單元的序號，如果當(dāng)前三角形單元為軟組織模型邊界面上的單元，則第一個元素存儲包含當(dāng)前三角形單元的四面體單元的序號，并且第二個元素為-1。

3.如權(quán)利要求書2所述的一種軟組織有限元模型的加速計算方法，其特征在于：所述步驟3)中的數(shù)組C為int型的一維數(shù)組，數(shù)組C的下標(biāo)表示原模型的四面體單元序號，每個參與計算單元的新四面體單元序號分別存儲到對應(yīng)的原模型的四面體單元序號下標(biāo)的數(shù)組C的元素中，而原模型的四面體單元序號中，非參與計算單元下標(biāo)的元素值賦為-1；數(shù)組D為int型的一維數(shù)組，數(shù)組D的下標(biāo)表示原模型的節(jié)點(diǎn)序號，每個參與計算單元的新節(jié)點(diǎn)序號分別存儲到對應(yīng)的原模型節(jié)點(diǎn)序號下標(biāo)的數(shù)組D的元素中，而原模型節(jié)點(diǎn)序號中，非參與計算節(jié)點(diǎn)下標(biāo)的對應(yīng)元素值賦為-1。

4.如權(quán)利要求書3所述的一種軟組織有限元模型的加速計算方法，其特征在于：所述步驟4）中軟組織形變計算的過程中，軟組織的模型采用指數(shù)多項式混合形式的超彈性模型，模型的表達(dá)式如下：

(2)

式中，W為應(yīng)變能密度函數(shù)，C₁、β為模型的材料常數(shù)，I₁和I₂為應(yīng)變張量的主不變量；

基于軟組織的指數(shù)多項式混合形式的超彈性模型建立平衡方程，然后施加邊界條件和外加載荷，可進(jìn)行形變計算；在進(jìn)行形變計算的過程中，平衡方程采用完全拉格朗日法，進(jìn)行分步載荷求解，每一載荷步的非線性方程組采用修正的牛頓迭代法進(jìn)行求解；在軟組織有限元計算的過程中，整體剛度矩陣采用GPU計算，非線性方程組采用CPU進(jìn)行求解。