砂土颗粒三维形状模拟离散元算法研究

砂土颗粒形状对砂土宏观性质具有重要的影响。砂土颗粒形状的量化和构造是本文研究的主要内容。在离散元重叠颗粒族ODEC(overlapping discrete element cluster)方法的基础上提出了一种新的基于加权圆度的处理方法。首先是利用颗粒三视图提取二维圆度信息并对其进行加权平均,得到反映颗粒三维形状特性的加权圆度;然后在Matlab中创建具有指定加权圆度的三维凸包,对凸包进行体素化和骨架化处理后提取颗粒的三维空间信息;再利用PFC3D重建具有指定形状的clump块体,生成不同外轮廓特性的颗粒组,以此模拟各种形状的砂土颗粒。