[發(fā)明專利]一種離散元仿真中多球顆粒的兩層網(wǎng)格搜索接觸檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610105766.5
• 申請(qǐng)日: 2016-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105787998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡國(guó)明;方自強(qiáng);李婉婉;桂文杰;劉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種離散元仿真中多球顆粒的兩層網(wǎng)格搜索接觸檢測(cè)方法，其特征在于，基于以下定義：

多球顆粒由單元球組成，用于表達(dá)和模擬各種非球形顆粒的幾何形狀，其中，單元球是組成多球顆粒的最小單元，單元球相互重疊，并且它們的尺寸被改變；組成多球顆粒的單元球的數(shù)量、尺寸及其組合形式，決定了所表達(dá)的多球顆粒的幾何形狀精度；

具體包括以下步驟：

步驟1，每個(gè)多球顆粒各自由一個(gè)包絡(luò)球來(lái)表示；多球顆粒i的包絡(luò)球的幾何中心P_i的全局坐標(biāo)x_i^G、y_i^G和z_i^G采用如下公式計(jì)算：

其中和是多球顆粒i的單元球u的球心的全局坐標(biāo)，是單元球u的體積，n_s是多球顆粒i中單元球的數(shù)量；多球顆粒i的包絡(luò)球的半徑R_i采用如下公式計(jì)算：

其中是多球顆粒i的包絡(luò)球與單元球u之間的中心距，是單元球u的半徑；

全局空間被劃分為尺寸均為D的方形或立方體網(wǎng)格，并供第一層網(wǎng)格搜索所用，其中D是最大包絡(luò)球的直徑；每個(gè)包絡(luò)球被投影至全局空間的網(wǎng)格中；

步驟2，在第一層網(wǎng)格搜索中，通過(guò)網(wǎng)格搜索來(lái)查找目標(biāo)顆粒的包絡(luò)球i周圍的所有鄰居包絡(luò)球MM(i)，這些鄰居包絡(luò)球中的候選顆粒被挑選出來(lái)；如果目標(biāo)顆粒的包絡(luò)球i與某個(gè)候選顆粒的包絡(luò)球j相交，則該候選顆粒的第一層網(wǎng)格搜索完成，進(jìn)入步驟3；反之，則進(jìn)行目標(biāo)顆粒的包絡(luò)球i與其余候選顆粒的包絡(luò)球之間的相交檢測(cè)；

步驟3，當(dāng)目標(biāo)顆粒的包絡(luò)球i與候選顆粒的包絡(luò)球j相交時(shí)，一個(gè)尺寸為D+d的方形或立方體局部空間被劃分為尺寸均為d的方形或立方體網(wǎng)格，并供第二層網(wǎng)格搜索所用，其中d是最大單元球的直徑；目標(biāo)顆粒i與候選顆粒j的單元球被投影至局部空間的網(wǎng)格中；

步驟4，在第二層網(wǎng)格搜索中，通過(guò)網(wǎng)格搜索來(lái)查找目標(biāo)單元球u周圍的所有鄰居單元球nn(u)，這些鄰居單元球?yàn)槟繕?biāo)單元球u的候選單元球；如果目標(biāo)單元球u與某個(gè)鄰居單元球v接觸，則計(jì)算多球顆粒的接觸力；反之則進(jìn)行目標(biāo)單元球u與其余候選單元球之間的接觸檢測(cè)；

步驟5，重復(fù)步驟4直至遍歷目標(biāo)單元球u周圍的所有候選單元球nn(u)和所有n_s個(gè)目標(biāo)單元球；

步驟6，重復(fù)步驟2到步驟5直至遍歷目標(biāo)顆粒包絡(luò)球i周圍的所有候選包絡(luò)球MM(i)和所有M個(gè)目標(biāo)包絡(luò)球。