基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法及系统技术方案

本公开涉及岩土数值仿真技术领域，提出了基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法及系统，首先采用Delaunay三角网格剖分技术以离散颗粒点集坐标为结点进行三角面/体网格剖分，然后Voronoi算法构建泰森多边形，同时采用图形算法计算当前多边形的孔隙率，并判断是否需要进一步的插值优化处理，从而实现整个离散元计算数据的均匀连续化处理与光滑性展示。本发明专利技术可克服了当前离散元计算中颗粒展示效果差等问题，基于Voronoi多面体图形算法自动计算局部孔隙率，并定量判别是否需要插值优化处理，可实现非均匀离散元颗粒信息的均匀连续化优化处理，适用性和准确性得到了大大提高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法及系统


[0001]本公开涉及岩土数值仿真相关
，具体的说，是涉及一种基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，并不必然构成在先技术。
[0003]随着现代交通、水利水电等基础设施的大力发展，一大批隧道、桥梁、路基、边坡、大坝等复杂的岩土工程问题也应运而生。面对这些复杂问题的设计和分析评价，传统的理论解析方法常常束手无策，这就为数值计算方法的发展带来了难能可贵的机遇。数值计算方法的突出优点是借用先进的计算机技术进行工程问题的快速求解和分析，在求解过程中能够较好地考虑诸如岩土介质的各向异性、非均质特性、不连续性以及非线性特性和复杂外力边界条件等一种或多种条件的组合条件。
[0004]颗粒离散单元法是由PA Cundall提出来的一种数值模拟方法。采用颗粒离散元进行岩土工程问题数值模拟时，首先将岩土体假定为一系列具有相互作用关系的颗粒集合体，然后针对每个颗粒单元进行受力分析、运动方程求解，进而获得整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于，包括如下步骤：针对岩土工程问题进行数值模拟，得到计算域内非均匀随机分布的空间离散点集；对空间离散点集进行不规则网格剖分，得到四面体网格；基于得到的四面体网格，并构建对应每个离散点的多面体空间网格；采用多面体图形算法计算当前离散点坐标处的孔隙率；当孔隙率大于设定值，在当前颗粒位置处插入新的颗粒单元进行非均匀离散点集的优化处理，将优化后的离散颗粒点集进行连续化处理。2.如权利要求1所述的基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于：采用颗粒离散元方法进行岩土工程问题数值模拟，获得计算域内非均匀随机分布的空间离散点集。3.如权利要求1所述的基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于：采用Delaunay四面体网格剖分方法对计算域进行不规则网格剖分。4.如权利要求1所述的基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于，采用Delaunay四面体网格剖分方法对计算域进行不规则网格剖分的方法，包括如下步骤：将得到根据空间离散点集的位置坐标信息，将离散点集映射于三维空间直角坐标系中；以三维空间坐标系中固定坐标点为作为四面体的网格结点，形成四面体不规则网格；按照空外接圆准则和最大最小角准则，对空间不规则四面体进行网格优化，进而得到Delaunay四面体网格结构。5.如权利要求1所述的基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于，构建对应每个离散点的多面体空间网格采用Voronoi算法构建泰森多边形：针对每个离散点A，获取该离散点A相邻的四面体单元的外接球球心，依次连接外接球球心，得到Voronoi空间多面体。6.如权利要求1所述的基于图形算法的离散元孔隙率计算与插值优化方法，其特征在于，孔隙率的计算方法为：依次计算每...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，周宗青，褚开维，高成路，屠文锋，李刚，王利戈，刘玉英，孙益鑫，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：