一种基于快速卷积近场动力学算法的岩石裂纹扩展模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于快速卷积近场动力学算法的岩石裂纹扩展模拟方法，包括几何模型的建立；模型的网格划分；将网格划分后得到的模型单元节点数据导出并删除除节点坐标以外的所有内容，得到第一二维或三维几何模型数据；基于alpha shapes算法将第一二维或三维几何模型数据转换为第二二维或三维几何模型数据；利用快速卷积近场动力学算法对第二二维或三维几何模型数据进行模拟计算。本发明专利技术基于快速卷积的近场动力学算法的原理，重新设计二维/三维模型的读取和表示形式，可以非常容易实现一些复杂模型的建立和岩石裂纹扩展模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程领域，具体涉及岩土工程问题中的裂纹拓展模拟的一种基于快速卷积近场动力学算法的岩石裂纹扩展模拟方法。

技术介绍

1、岩石作为一种脆性材料，其内部往往含有大量微裂隙。在特定条件下，这些微裂隙会扩展并贯通，形成宏观裂纹，从而导致结构强度的降低甚至破坏，引发严重的工程问题。然而，这类非连续结构的复杂性使理论研究裂纹扩展和贯通过程极具挑战性。因此，脆性岩土类材料裂纹扩展的数值模拟一直是岩土力学与工程领域的研究热点。

2、在求解断裂问题时，传统的有限元方法需要裂缝与网格边界重合并在扩展过程中重构网格，使得有限元法模拟裂缝扩展存在较大困难。现如今大多数用于研究断裂破坏的数值方法是基于传统有限元方法改进而发展出来的，如内嵌不连续有限元法(esdm)和扩展有限元方法(xfem)。尽管esdm和xfem通过在有限元插值空间中引入反映强不连续现象的增强函数来描述不连续力学问题，但这类方法在面对复杂的三维裂纹行为(裂纹交叉与分叉)时仍面临挑战。其他方法如无网格方法，具有代表性的如光滑粒子动力学(sph)和无网格伽辽金法(efgm)也无法完全摆脱传本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于快速卷积近场动力学算法的岩石裂纹扩展模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，采用COMSOL基于待模拟岩石建立二维或三维几何模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格大小与alpha shapes算法中的alpha参数大小一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，近场动力学本构类型包括：键型近场动力学、常规态型近场动力学、非常规态型近场动力学。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，近场动力学离散参数与时间积分参数包括：...

【技术特征摘要】

1.一种基于快速卷积近场动力学算法的岩石裂纹扩展模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，采用comsol基于待模拟岩石建立二维或三维几何模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格大小与alpha shapes算法中的alpha参数大小一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，近场动力学本构类型包括：键型近场动力学、常规态型近场动力学、非常规态型近场动力学。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，近场动力学离散参数与时间积分参数包括：时间步长dt、最大分析时间tmax、质点近场范围δ、x，y，z三个方向质点数量nx,ny,nz、周期域与计...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖星川，周建，刘福深，尚肖楠，沈君逸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：