二维颗粒填充模型的生成方法技术

本发明专利技术涉及二维颗粒填充模型的生成方法，该方法包括步骤：S1，基于模型边界构建出二维颗粒填充计算域；S2，确定待生成颗粒的级配，根据该级配下生成的颗粒半径的取值范围、以及所述取值对应的生成概率，构建半径数值集合；S3，根据模型边界与颗粒粒径计算网格数据，并对网格进行划分；S4，采用解析方法确定新生成颗粒的圆心坐标；S5，判断新生成颗粒与相邻网格以及所属网格内的颗粒是否发生重叠，若无重叠发生，则将该新生成颗粒填充至所述模型中，若发生重叠，则重新生成新颗粒S6，重复步骤S4至S5，直至完成模型建立。本发明专利技术的方法为离散元和非连续变形分析法前处理部分提供了一种高效可靠的二维建模方法，极大地提高了计算效率。极大地提高了计算效率。极大地提高了计算效率。

【技术实现步骤摘要】
二维颗粒填充模型的生成方法


[0001]本专利技术属于材料计算力学
，尤其涉及一种二维颗粒填充模型的生成方法。

技术介绍

[0002]二维颗粒模型填充广泛应用于数值计算领域，各类数值方法均离不开二维颗粒模型填充，如离散元(DEM)、光滑粒子流(SPH)、颗粒DDA等数值模拟方法，都离不开二维模型填充算法。如在离散元的数值模拟当中，二维颗粒组成配比更契合实际材料的二维模型可以使得材料的力学、热学、流动性等综合表现达到最真实的效果。一般而言，二维颗粒模型填充中，颗粒级配的控制，有效提高颗粒填充的密实度、均匀性是二维颗粒填充算法的重要目标。
[0003]目前，在离散元数值模拟过程中前处理的任务就是建立离散元模型，对计算模型进行构建是整个离散元分析过程的关键一步。模型的合理与否会直接影响计算结果的精度、计算时间的长短、储存时间的长短以及计算过程能否完成。目前，用于离散元计算模型构建的方法主要包括有动力学方法和几何方法，动力方法包括半径拓展法、重力沉积法、挤压排斥法和各向同性压缩法等，几何方法包括规律排列颗粒流、不规律排列颗粒流和多边形颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维颗粒填充模型的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，基于模型边界构建出二维颗粒填充计算域；S2，确定待生成颗粒的级配，根据该级配下生成的颗粒半径的取值范围、以及所述取值对应的生成概率，构建半径数值集合；S3，根据模型边界与半径数值集合计算网格数据，并对网格进行划分；S4，根据所述半径数值集合确定M号种子颗粒和N号次种子颗粒的半径，根据M号种子颗粒和N号次种子颗粒的半径、圆心坐标值以及边界函数，采用解析方法确定新生成颗粒的圆心坐标；S5，根据新生成颗粒的圆心坐标、半径确定其所属网格，结合其所属网格与新生成颗粒的映射关系，判断新生成颗粒与相邻网格以及所属网格内的颗粒是否发生重叠，若无重叠发生，则将该新生成颗粒填充至所述模型中，若发生重叠，则重新生成新颗粒；S6，重复步骤S4至S5，直至完成模型建立。2.根据权利要求1所述的二维颗粒填充模型的生成方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据新生成颗粒的圆心坐标、半径确定其所属网格，结合其所属网格与新生成颗粒的映射关系还包括：判断新生成颗粒是否超出边界；若新生成颗粒已超出边界，则需重新生成新颗粒；若新生成颗粒未超出边界，则判断新生成颗粒与相邻网格以及所属网格内的颗粒是否发生重叠。3.根据权利要求2所述的二维颗粒填充模型的生成方法，其特征在于，当新生成颗粒超出边界时，计算获得满足与边界曲线、M号种子颗粒以及N号次种子颗粒同时相切的颗粒圆心坐标和半径值，重新生成新的颗粒、以替换出界的颗粒。4.根据权利要求3所述的二维颗粒填充模型的生成方法，其特征在于：(x
i
‑
x
a
)2+(y
i
‑
y
a
)2＝(r
i
+r
a
)2在步骤S4中，根据等式(x
i
‑
x
b
)2+(y
i
‑
y
b
)2＝(r
i
+r
b
)2计算新生成颗粒圆心坐标，其中X
a
、Y
a
为M号种子颗粒的圆心坐标，X
b
、Y
b
为N号次种子颗粒的圆心坐标，X
i
、Y
i
为新生成颗粒的圆心坐标,r
a
、r
b
、r
i
依次为M号种子颗粒、N号次种子颗粒和新生成颗粒的半径值。5.根据权利要求4所述的二维颗粒填充模型的生成方法，其特征在于，当新生成颗粒超出边界时，根据等式(y1‑
A
‑
y1‑
B
)x
i
+(x1‑
B
‑
x1‑
A
)y
i
+x1‑
A
y1‑
B
‑
x1‑
B
y1‑
A
‑
L1r
i
＝0(x
a
‑
x
i
)2+(y
a
‑
y
i
)2‑
(r
a
+r
i
)2＝0(x
b
‑
x
i
)2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建军，丁文洁，李诚豪，陈俊杰，林越翔，黄林冲，杨宏伟，梁禹，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室珠海，
类型：发明
国别省市：