一种基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，包括根据设定的参数生成传统的离散裂缝网络模型；然后将所有的线段随机转换为不同方向、不同形状的多段线；使用迭代函数系统将多段线转化为代表裂缝的分形曲线；然后使用曲线光滑算法平滑分形曲线并将处理后的模型导出为几何文件，如dxf格式文件；通过软件或代码实现曲线之间的相交操做；再设置误差值来检测小的线和间隙，将短线删去，小间隙合并成一个点，并合并靠近边界的点；最后对模型进行网格划分。本发明专利技术与传统的离散裂缝网络模型相比，能够生成代表分形裂缝的分形曲线，并可以通过相关参数控制裂缝的粗糙程度，更准确地描述裂缝，提高数值模拟的效率和精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法


[0001]本专利技术属于岩体裂缝模拟
，具体涉及一种基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法。

技术介绍

[0002]随着水力基础设施的建设和非常规能源勘探开发，岩体裂缝可能会导致严重的安全危害，这是一个不可忽视的问题。此外，在地质形成的长期发育过程中，自然岩体必然会发生断裂。因此，节理岩体裂缝的精确建模在相关工程中具有重要意义。
[0003]在岩体中的裂隙和裂纹的建模方法中，离散裂缝网络(DFN)模型是一种在几十年里一直被广泛接受的工具。离散裂缝网络指使用的几何图形来代表复杂裂缝，其生成方法大体可以分为两类。第一类被称为地质映射DFN，根据岩石露头或人工开挖(如钻孔、隧道和路堑)的情况绘制的天然岩石的裂缝分布。随着激光红外雷达和无人机等遥感技术的发展，可以获得高分辨率的大规模轨迹特征。然而，这类方法只能描述地表裂缝，获得三维DFN模型需要进行额外的判断和推理。
[0004]基于裂缝空间特征服从一定的概率分布的假设，第二类方法被称为随机生成DFN，也被称为Baecher模型。有许本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据设定的参数生成传统的离散裂缝网络模型，该离散裂缝网络模型中包括多条表示裂缝雏形的线段；S2：据设定的线段旋转范围和幅值将所有的线段随机转换为不同形状、不同方向的多段线；S3：使用迭代函数系统IFS将多段线转化为代表裂缝的分形曲线，并通过相关参数来控制裂缝的粗糙程度；S4：使用曲线光滑算法平滑分形曲线，并将处理后的模型导出为几何文件；S5：分形曲线由多条线段依次连接组成，但是导出的几何文件中的每条线段是独立存在的，并没有依次连接，通过软件将首尾相连的线段组合为曲线，然后将相交的曲线以交点为基点相互分割为四条曲线；S6：使用正则化方法来检测的线段和间隙长度，删除短线，小间隙合并成一个点；然后，检测分形曲线上的点与边界的距离是否小于误差值，若小于则将点移至边界；S7：设定网格尺寸大小和划分方法，对模型进行网格划分。2.根据权利要求1所述的基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，其特征在于，所述步骤S1中，设定的参数包括裂缝数量、裂缝方向和裂缝长度范围。3.根据权利要求2所述的基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，其特征在于，所述步骤S2中，生成多段线的过程如下：S2.1：将线段以其中点为旋转中心，在指定范围内随机旋转一定的角度；S2.2：在线段上随机选取指定数量的点，以其为基点，沿线段垂直方向随机向线段的一侧延伸，形成新的点，沿伸距离为设定的幅值；S2.3：按顺序依次连接线段端点和新的点，形成不同形状、不同方向的多段线，；S2.4：重复步骤2.1至2.3，对所有的线段进行转换。4.根据权利要求3所述的基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，其特征在于，所述步骤S3中，生成分形曲线的过程如下：设置分形插值的迭代次数L和映射函数的垂直缩放系数d
i
；将多段线上的点视为插值数据M：M＝{(x
i
,y
i
)∈I
×
R,i＝0,1,2,
…
,N}；x0＜x1＜x2＜
…
＜x
N
I＝[x0,x
N
]；生成相应的插值函数f(x)，对于每一个x
i
，都有f(x
i
)＝y
i
(i＝0,1,2,
…
,N)；插值数据连续图像的吸引子G＝{(x,f(x)),x∈(x0,x
N
)}；根据以下公式通过分形插值方法将多段线转化为分形曲线：根据以下公式通过分形插值方法将多段线转化为分形曲线：其中，W
i
为映射函数，d
i
为映射函数的垂直缩放系数，|d
i
|＜1；裂缝的粗糙程度通过分形系数D表示，而分形系数D仅与d
i
有关，通过改变d
i
大小就控制
裂缝的粗糙程度。5.根据权利要求4所述的基于迭代函数系统的离散裂缝网络生成方法，其特征在于，所述步骤S4中，使用曲线光滑算法平滑分形曲线的过程如下：S4.1：设置阈值T，找到并连接分形曲线两端的端点作为初始线段；S4.2：计算分形曲线上的点与线段之间的最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，任大忠，叶征，孟琳，罗碧玉，丰培洁，田超，孟庆祥，
申请(专利权)人：陕西交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：