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2014, 6(3): 25-38.

极小曲面的Weierstrass表示与建筑造型

浙江省建筑设计研究院,杭州 310006

网络出版日期: 2014-06-01

作者简介: 张群力(1956-),男,高级工程师。主要研究方向:复杂建筑结构数学造型

Weierstrass Representation for Minimal Surface and Architectual Modeling

Zhejiang Prov. Institute of Architectural Design and Research, Hangzhou 310006, China

Available Online: 2014-06-01

引用本文: 张群力, 周平槐, 杨学林, 沈意. 极小曲面的Weierstrass表示与建筑造型[J]. 土木建筑工程信息技术, 2014, 6(3): 25-38.

Citation: Zhang Qunli, Zhou Pinghuai, Yang Xuelin, Shen Yi. Weierstrass Representation for Minimal Surface and Architectual Modeling[J]. Journal of Information Technologyin Civil Engineering and Architecture, 2014, 6(3): 25-38.

摘要:极小曲面广泛存在于自然界中,是平均曲率处处为0的一类重要曲面。其上含有多种相容的数学结构,可用不同的数学观点、方法来处理。局部上极小曲面定义为面积泛函的临界点,用变分方程或等价的欧拉—拉格朗日方程(二阶椭圆偏微分方程)表达。可用微分方程求其解析介或近似介,也可用变分方程求其近似介。极小映射是两个黎曼流形间的特殊映射,Weierstrass抛弃面积概念,从另外一个角度给出了极小曲面方程的通解。采用极小曲面Weierstrass表示,借助于计算机绘图技术可以获得各种精美的极小曲面图形。极小曲面在拓扑上可以有随心所欲的复杂,在几何上可以有令人难以琢磨的对称。这些图形在银屏上未显示前,大多无法事先想象出来。作为应用本文绘制了实射影平面在三维欧氏空间的最佳浸入Boy’s曲面的图形。还讨论了几种用极小曲面或调和曲面造型的建筑。

关键词: 极小曲面, 平均曲率, 面积泛函, 黎曼流形, Weierstrass表示, Boy’s曲面
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极小曲面的Weierstrass表示与建筑造型

张群力, 周平槐, 杨学林, 沈意

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