[發明專利]一種基于X-CT的離散元3DEC模型重構方法

在審

• 申請號: 201910592012.0
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110322562A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 宋紅華;趙毅鑫;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種新的基于X?CT掃描、三維重構技術的離散元3DEC模型網格的構建方法，用于解決采用X?CT掃描、三維重構技術構建基于真實試樣的離散元3DEC模型網格的問題。通過編寫模型網格轉化接口程序，將采用X?CT掃描、三維重構技術獲得的ANSYS有限元模型網格轉化為離散元軟件3DEC格式文件，之后，將該文件讀入到3DEC中，生成離散元模型網格，進而實現基于X?CT掃描、三維重構技術的離散元3DEC模型網格的重構和構建。

技術領域

本發明涉及一種基于X-CT掃描技術的離散元軟件3DEC模型網格構建方法。

背景技術

X-CT(Computerized Tomography)，即X射線計算機斷層掃描成像技術，是一種無損檢測手段，其可以在不損傷物品內部結構的情況下，獲得物品內部結構分布特征。在巖石力學領域，根據X-CT掃描獲得的煤、巖試樣內部結構特征，結合計算機技術，對煤、巖試樣內部結構進行重構和網格劃分，建立基于真實煤、巖試樣內部結構的三維數值模型，并根據試驗分析結果對該數值模型進行驗證，進而應用該三維數值模型進行其他研究的方式在近年來正變得越來越廣泛。

根據分析研究科學問題時所采用數值模擬軟件原理的不同，現有數值模擬軟件可分為兩種，即有限元和離散元數值模擬軟件。有限元和離散元兩種數值模擬軟件原理不同，在科學研究和工程實踐的數值模擬中，科研人員常采用這兩類不同原理的軟件對科學研究或工程實踐中的同一問題分別進行模擬，并對這兩種軟件結果進行相互驗證，以獲得可信度較高的研究成果。然而，由于基于X-CT技術模型三維重構及網格劃分軟件類型的局限性，以往基于X-CT技術模型三維重構、網格劃分及導出網格屬性均以有限元網格格式為主，如FLAC3D，ANSYS，ABAQUS格式等，而對離散元軟件3DEC模型網格的建立仍屬空白。基于以上情況，現實中急需發明一種離散元模型網格重構方法，解決X-CT掃描技術的三維重構和模型網格劃分過程中，離散元軟件3DEC模型網格建立問題。

發明內容

本發明通過編寫接口程序，將基于X-CT技術重構和網格劃分得到有限元模型網格ANSYS格式文件，轉化為離散元軟件模型網格3DEC格式文件，實現了基于X-CT技術模型的三維重構模型離散模型網格劃分的目的。

一種基于X-CT的離散元3DEC模型網格劃分方法，其主要特征在于包含如下步驟：

(1)將基于X-CT技術掃描、三維重構、網格劃分后得到的有限元ANSYS模型網格中節點坐標和單元體編號導出并分別存儲，其中單元體編號包含模型網格中的組分信息；

(2)根據有限元軟件ANSYS中輸出文件中網格節點和單元體的坐標和編號排列規則，對比離散元軟件3DEC中相應網格節點和單元體應具有的坐標和編號，并按照3DEC中相應單元體網格節點、單元體的命名和編號規則，編寫接口轉換軟件，生成3DEC命令文件；

(3)將生成的3DEC命令文件讀入3DEC軟件生成相應節點和單元體網格模型并保存，以便后續進行其他研究。

本發明具有以下優點：

本發明提供了一種新的方法，解決了采用X-CT技術構建離散元3DEC模型網格的問題。在有限元模型網格到離散元網格模型的轉換過程中，實現了模型網格節點到網格節點、單元體到單元體的轉換，能確保轉換過程中網格模型的節點和單元體編號、組分、節點坐標等信息的一致性。

附圖說明

圖1為基于X-CT技術重構和網格劃分的離散元3DEC模型網格重構過程

圖2為接口軟件內模型網格單元體、節點轉化示意圖

具體實施方式