发明名称 一种基于距离势函数任意凸多边形块体离散单元法
摘要 本发明公开了一种基于距离势函数任意凸多边形块体离散单元法,方法主要包括以下步骤:先建立矿石‑边界离散模型;采用NBS接触检测方法对所有块体单元进行接触检测,得到每个块体单元及与之接触的块体单元;对相互接触的块体单元通过块体离散单元距离势函数进行接触力计算,得到作用于块体单元的接触力以及力矩;进而通过velocity verlet算法计算块体单元的速度与位移,最后逐步更新矿石块体单元的位移即是其具体运动形态。本发明采用距离势函数的定义,明确了势函数的物理意义,通过基于距离势函数的块体离散单元法实现计算任意凸多边形块体的运动形态,可以用于岩土矿石的运动形态研究,为实际矿场工程提供实际指导意义。
申请公布号 CN105912852A 申请公布日期 2016.08.31
申请号 CN201610218708.3 申请日期 2016.04.08
申请人 河海大学 发明人 赵兰浩;刘勋楠;毛佳;李同春
分类号 G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人 董建林
主权项 一种基于距离势函数任意凸多边形块体离散单元法,其特征是,包括以下步骤:步骤一,建立矿石‑边界离散模型;基于离散单元法理论,对在一定形状边界内的多个矿石,建立矿石‑边界的离散元模型,矿石模型为多个多边形块体单元,多边形块体单元的参数包括多边形的质量、块体间的阻尼系数及块体单元的刚度系统;步骤二,确定模型采集矿石信息的迭代时间步长;步骤三,在当前时间步,采用NBS接触检测方法对所有块体单元进行接触检测,得到每个块体单元及与之接触的块体单元;步骤四,根据步骤三的检测结果,对相互接触的块体单元进行接触力计算,当循环到某个块体单元时,以此块体单元为目标块体(Target),与此块体单元相接触的块体单元为接触块体(Contactor),基于所提出的块体离散单元距离势函数的定义,计算当前时间步作用于目标块体的法向接触力、切向接触力以及力矩;步骤五,重复步骤四计算当前时间步内每个块体单元所受的接触力和力矩;步骤六,根据牛顿第二定律,计算出每个块体单元当前时间步的加速度,再由velocity verlet算法计算出每个块体单元下一时间步的速度和位移;步骤七,根据步骤六中块体单元的位移,更新每个块体单元顶点、形心及内点的坐标,完成当前时间步的计算;步骤八,重复步骤三至七计算下一时间步,直至计算完所有时间步。
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