[發明專利]一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法在審
| 申請號： | 201711063339.6 | 申請日： | 2017-11-02 |
| 公開（公告）號： | CN108052690A | 公開（公告）日： | 2018-05-18 |
| 發明（設計）人： | 譚勇;李想;劉楚楠;陳萬壘 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 趙志遠 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 考慮 顆粒 形狀 隨機性 碎石 土層 離散 模擬 方法 | ||
1.一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，包括：
步驟S1：生成碎石土級配曲線；
步驟S2：建立的歸一化隨機凸多邊形的形狀庫；
步驟S3：采用基于中軸轉換的圓盤填充覆蓋法得到形狀庫中各多邊形的圓盤填充表示；
步驟S4：根據形狀庫按照各多邊形的圓盤填充表示，基于級配曲線隨機生成大小不等的凸多邊形顆粒；
步驟S5：生成小直徑顆粒填補在凸多邊形顆粒之間；
步驟S6：添加重力場，使整個系統平衡，完成模型的構建。
2.根據權利要求1所述的一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：采用兩端截斷的兩參數Weibull分布模型生成碎石土地層中碎石顆粒的級配曲線。
3.根據權利要求1所述的一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：
步驟S21：隨機生成凸多邊形；
步驟S22：將凸多邊形的最小外接矩形中寬度最小的矩形作為該凸多邊形的寬度；
步驟S23：按照各凸多邊形的寬度歸一化處理，建立的歸一化隨機凸多邊形的形狀庫。
4.根據權利要求3所述的一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，所述步驟S21中對任一隨機凸多邊形的生成過程包括：
步驟S211：隨機生成凸多邊形的期望邊數；
步驟S212：以一個單位圓為起點，在單位圓上隨機生成三個點，構成三角形；
步驟S213：判斷當前生成的凸多邊形的邊數是否達到期望邊數，若為是，則完成該凸多邊形的邊數，若為否，則執行步驟S214；
步驟S214：當前凸多邊形的最長邊的邊長為直徑，在該圓內向原來的凸多邊形外拓展，形成新的頂點，將新頂點和既有的所有頂點作為新的凸多邊形的頂點生成凸多邊形，并執行步驟S213。
5.根據權利要求3所述的一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，所述步驟S22中，所述外接矩形為：存在任一長或寬覆蓋該凸多邊形的任一邊、且將整個凸多邊形包絡于內的矩形。
6.根據權利要求1所述的一種考慮顆粒形狀隨機性的碎石土層離散元模擬方法，其特征在于，所述步驟S3中對任一凸多邊形的處理得到其圓盤填充表示的過程具體包括：
步驟S31：生成凸多邊形的中軸線；
步驟S32：基于中軸線進行圓盤的覆蓋與填充；
步驟S33：將多有圓盤的集合作為該多邊形的圓盤填充表示。
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