[發明專利]一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法

有效

• 申請號: 202110264425.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112991538B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 鄧小斌;郭欽鵬;楊仕教;劉迎九;鄭建禮;王昱琛;翟俊杰
• 申請（專利權）人: 廣東錫源爆破科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 王華強

1.一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、分別隨機生成10個球體半徑，并隨機賦予15條邊，即球心位于邊的端點，注意在相接邊端點的球相同；

S2、對15條邊分別按照各自箭頭的方向進行處理，使之除去端點球半徑之后的剩余部分被球體填充，即球心位于邊上；

S3、根據Weibull分布的堆形幾何模型分別提取相關邊組成7個面，并使每個面均形成封閉鏈，統計7個面上的球體直徑分布，并把面1作為當前面；

S4、隨機尋找當前面中的一點作為終點，并對當前面上的球體直徑進行統計形成已有球體尺寸數據；

S5、計算構成初始封閉鏈的球體中距終點最遠的球作為球1，并尋找兩個相鄰球體，把兩個相鄰球體中距終點最遠的球作為球2；

S6、依據塊度分布曲線和已有球體尺寸數據生成新的球體的直徑；

S7、根據球1和球2和已有的新球體的半徑計算新球體的位置；

S8、判斷新球體與當前面上已有球的關系，如果存在重合，則利用原先球體的直徑減去某個小的隨機數形成新的直徑，并返回S7；直至新球體與當前面上已有的球體不重合，進行S9；

S9、根據新球體與球1、球2相鄰球的關系更新封閉鏈，并把新球體直徑加入已有球體尺寸數據；如果在更新封閉鏈時某個球體被剔除，統計剔除的球體形成總的球體數據，則返回S5；

S10、當前面被填滿時，即S8生成的球體半徑小于某個小的隨機數，且當前面填滿不成功次數超過允許的嘗試次數后，當前面填充流程停止；

S11、判斷7個面是否都被填滿，如果否，則把下個面設置成當前面，返回S4，如果是，則進行S12；

S12、對7個面根據所在相應位置進行旋轉構成三維爆堆表面，即第二步的封閉面；

S13、依據爆堆近似的梯形柱體計算爆堆的中心坐標作為中心點，并對爆堆表面的所有球體直徑進行統計形成已有球體尺寸數據；

S14、計算構成初始封閉面的球體中距中心點最遠的球體作為球a，以與球1相鄰的球體中距中心點最遠的球體作為球b，以與球1和球2均相鄰的球體中距中心點最遠的球體作為球c；

S15、依據塊度分布曲線和已有球體尺寸數據生成新的球體的直徑；

S16、根據球a、球b、球c和已有的新球體的半徑計算新球體的位置；

S17、判斷新球體與爆堆上已有球的關系，如果存在重合，則利用原先球體的直徑減去某個小的隨機數形成新的直徑，并返回S16，直至新球體與當前面上已有的球體不重合，進行S18；

S18、在新球體、球a、球b、球c之間會有小的空隙，在中間空隙處填充一個小的球體，使之與四球體互相切；

S19、根據新球體與球a、球b、球c相鄰球的關系更新封閉面，并把新球體直徑加入已有球體尺寸數據；如果在更新封閉面時某個球體被剔除，則統計剔除的球體形成總的球體數據則返回S14；

S20、當爆堆內部被填滿，即S17生成的球體半徑小于某個小的隨機數，且爆堆內部填滿不成功次數超過允許的嘗試次數后，則爆堆內部填充流程停止。

2.根據權利要求1所述的一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，其特征在于：步驟1-步驟12是為生成整個爆堆表面的巖塊，步驟13-步驟20是把整個爆堆表面作為封閉的初始面，以此為基礎對整個爆堆內部進行填充，為了使三維模擬更符合工程適用性，爆堆巖塊用球體代替。

3.根據權利要求2所述的一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，其特征在于：步驟3中形成封閉鏈時需依據信息對相關邊進行方向處理，使之整個面上邊緣的球體按照順時針或者逆時針排列，并在此基礎上對面上所有球體按照順序賦值，即每個球體都有相應的序列號。

4.根據權利要求3所述的一種基于離散元對堆形為Weibull分布的爆堆體三維模擬方法，其特征在于：步驟3中所述堆形幾何模型的每條邊與兩個面相關，每個頂點和三個面相關，因此，需按照點、邊、面、體的順序進行模擬。