申请/专利权人：浙江大学

申请日：2022-07-05

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN115600449B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F111/10;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2023.02.07#实质审查的生效;2023.01.13#公开

摘要：本发明公开了一种基于细长柔性物件组成的大规模颗粒系统的模拟预测方法。建立大量细长柔性物件的实体模型并组成颗粒系统，对颗粒系统的实体模型构建计算域；根据计算域和计算机的计算核心数目划分子域，指定进程管理；在计算域中大规模生成代表细长柔性物件的柔性颗粒，设定基本圆柱体的组成单元；基本圆柱体按照自身所在的子域关系分配到子域中；对所有基本圆柱体接触检测获得真实接触对；对柔性颗粒的基本圆柱体所受力和力矩计算；进而更新柔性颗粒的位置、姿态和形变。本发明采用了耦合网格映射与扫描排序的方法改善了颗粒间接触检测的效率，采用并行计算处理提高了柔性颗粒离散元数值模拟的效率，实现了较大规模柔性颗粒系统的数值模拟分析。

主权项：1.一种基于细长柔性物件组成的大规模颗粒系统的模拟预测方法，包括以下步骤：步骤1：在计算机中建立多个细长柔性物件的实体模型，对细长柔性物件的实体模型构建计算域；步骤2：根据计算域的大小和计算机的计算核心数目，确定并行计算的进程数量m，将计算域分解成m个相邻但不相交的子域，指定一个进程管理一个子域；在计算域中生成指定数量的随机位置和姿态的柔性颗粒组成颗粒系统，一个柔性颗粒代表了一个细长柔性物件，预先设定基本圆柱体为柔性颗粒的组成单元；步骤3：将柔性颗粒的各个基本圆柱体按照自身所在的子域关系分配到相应的子域中；步骤4：对所有柔性颗粒的基本圆柱体进行接触检测，获得真实接触对；所述步骤4中，具体为：4.1）对所有柔性颗粒的基本圆柱体的接触检测包括每个子域内的基本圆柱体接触和每相邻子域间的基本圆柱体接触，先遍历进行以下过程：A）每个子域内的基本圆柱体接触检测过程划分为依次进行的粗糙检测和精细检测二个阶段：在粗糙检测阶段，先将整个计算域划分为众多立方体网格，再将基本圆柱体根据所占据的空间映射到立方体网格中，提取归属于同一个立方体网格，且非同一柔性颗粒中相邻的两个基本圆柱体作为一个候选接触对；在精细检测阶段，根据基本圆柱体的几何属性对所有候选接触对进行接触几何量的计算，接触几何量包括重叠量的大小、法向矢量；B）每相邻子域间的基本圆柱体接触检测过程划分为依次进行的粗糙检测和精细检测二个阶段：在粗糙检测阶段，将处于该相邻子域交界处的基本圆柱体根据所占据的空间映射到立方体网格中，提取位于相邻子域，且归属于同一个立方体网格的、非同一柔性颗粒中相邻的两个基本圆柱体作为一个候选接触对；提取位于相邻子域，且归属于同一个立方体网格的、同一柔性颗粒中相邻的两个基本圆柱体作为一个共享接触对；在精细检测阶段，根据基本圆柱体的几何属性对所有候选接触对进行接触几何量的计算，接触几何量包括重叠量的大小、法向矢量；4.2）根据重叠量的大小判断候选接触对中的两个基本圆柱体是否接触：若重叠量的大小大于预设重叠阈值，则发生接触，确定接触点和接触法向向量，将候选接触对指定为真实接触对；若重叠量的大小小于或等于预设重叠阈值，则不发生接触，不将候选接触对添加到真实接触对列表；步骤5：计算柔性颗粒的基本圆柱体的受力和力矩；步骤6：利用柔性颗粒的基本圆柱体的力和力矩更新柔性颗粒的位置、姿态和形变；步骤7：迭代步骤3—6，不断重复步骤直到达到次数阈值，获得所有子域的基本圆柱体的两端节点和虚拟键的信息作为细长柔性物件的位置、姿态、受力的预测结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 基于细长柔性物件组成的大规模颗粒系统的模拟预测方法

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