岩石颗粒的接触特征确定方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及岩石力学领域，尤其涉及一种岩石颗粒的接触特征确定方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：确定颗粒表面的点云；确定所述颗粒表面对应的球谐系数；确定颗粒表面点用于重采样的权值函数，根据所述权值函数结合球面沃罗诺伊剖分对参数空间重新采样，获得球面沃罗诺伊种子作为参数空间新的采样点，得到新的网格拓扑；将所述采样点、球谐系数代入球谐函数拟合，确定颗粒表面点的坐标，根据所述颗粒表面点的坐标和所述网格拓扑得到简化网格后的重构的颗粒表面，以确定所述岩石颗粒的接触特征。本申请可以满足不同网格特征的颗粒表面离散或重构的需求，能够更为高效准确的确定岩石颗粒的接触特征，降低工程应用的风险。降低工程应用的风险。降低工程应用的风险。

【技术实现步骤摘要】
岩石颗粒的接触特征确定方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请属于岩土力学领域，尤其涉及一种岩石颗粒的接触特征确定方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在离散元模型中，对于不规则的岩土颗粒表面，通常会将隐式的颗粒表面离散成显示的表面节点，从而可以使用通用的接触算法(比如node
‑
to
‑
surface算法)进行颗粒的接触判断和接触力计算。
[0003]在做离散元模型时，可以包括颗粒表面离散和颗粒表面重构。其中，颗粒表面离散是指通过表面点采样，将连续性的颗粒表面用离散的、彼此连接的多边形网格(比如三角形网格)来描述。颗粒表面重构是指生成一套全新的、满足一定网格特征的多边形网格，以替换原来的连续性颗粒表面或多边形网格。
[0004]不同的应用场景可能需要不同的颗粒表面的网格特征。比如，在堆积体边坡、堆石坝，抛石路基等场景中，岩石颗粒材料本质上是由散体介质胶结或者架空而成，通过颗粒介质材料承受并传递上部荷载。在碎石垫层、砂垫层等应用场景中，颗粒材料主要起到传递载荷，颗粒的相对滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩石颗粒的接触特征确定方法，其特征在于，所述方法包括：通过扫描获取所述岩石颗粒的颗粒形态，确定颗粒表面的点云；将所述颗粒表面的点云代入预设的球谐函数，确定所述颗粒表面对应的球谐系数；确定颗粒表面点用于重采样的权值函数，根据所述权值函数结合球面沃罗诺伊剖分对参数空间重新采样，获得球面沃罗诺伊种子作为参数空间新的采样点，通过凸包算法生成沃罗诺伊种子的德洛内三角剖分，得到新的网格拓扑；将所述采样点、球谐系数代入球谐函数拟合，得到拟合后的采样点的径向距离，根据所述径向距离确定颗粒表面点的坐标，根据所述颗粒表面点的坐标和所述网格拓扑得到简化网格后的重构的颗粒表面；根据重构的颗粒表面确定所述岩石颗粒的接触特征。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定颗粒表面点用于重采样的权值函数，根据所述权值函数结合球面沃罗诺伊剖分对参数空间重新采样，获得球面沃罗诺伊种子，包括：确定颗粒表面多边形的加权质心；确定所述颗粒表面点的权值函数；根据所述加权重心、所述权值函数，结合球面沃罗诺伊剖分对参数空间重新采样，获得球面沃罗诺伊种子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定颗粒表面多边形的加权质心，包括：根据颗粒表面多边形与多边形质心假设值，将所述多边形划分为多个三角形；确定所划分的三角形的加权质心和面积；根据所划分的三角形的质心和面积计算所述多边形的加权质心。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所划分的三角形的加权质心，包括：分别确定三角形的三边的垂线，确定三条垂线的三个交点；根据三条垂线的三个交点的平均值，作为所述三角形的加权质心。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述颗粒表面点的权值函数，包括：确定所述颗粒表面点的径向距离的权值函数为：其中，S为颗粒的表面积，N为沃罗诺伊种子的数量，r
i
为颗粒表面点在对应的沃罗诺伊种子的径向距离；或者，确定所述表面点的曲率的权值函数为：其中，N为沃罗诺伊种子的数量，α为无量纲的参数，α＝1，i为下标索引，μ,σ,分别表示与表面曲率相关的表面点的统计分布参数中的均值、方差根、期望值，c
i
表示表面点的曲率，且：c
i
＝max{|c
i1
|,|c
i2
|}，|}，c
i

【专利技术属性】
技术研发人员：赖正首，黄林冲，黄帅，吴峰，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：