基于TetGen的复杂FLAC^(3D)模型可视化建模方法

为了充分发挥FLAC3D在数值计算方面的优势,解决在复杂地质体条件下岩体工程开挖存在的计算模型构建难度大、多采用简化模型而影响计算结果可靠性及准确性的问题。提出采用三维表面模型重建方法建立地质体及岩体工程的表面模型,确定岩层、开挖等的封闭空间区域;在此基础上,通过约束德洛内四面体剖分的方法对三维表面模型形成的空间区域进行网格剖分。分析了网格生成器TetGen的输入、输出数据结构,确定表面模型数据至TetGen、TetGen网格划分结果至FLAC3D的对应关系,实现能够准确描述地质体与工程开挖的FLAC3D计算模型的构建。通过某大型深部开采铜矿的多个岩层和首采区3个盘区63个采场的模型构建实例,证明该方法简单、可行、有效并且健壮。

基于TetGen的箱梁三维四面体网格自动划分分析

以VC++为平台,利用四面体网格生成接口软件TetGen,研究了单箱单室变截面箱梁的高质量四面体网格生成方法。用多连通平面多边形面片描述横截面、用字符串函数描述箱梁截面上各特征点的坐标变化规律,将平面横截面面片映射为空间横截面面片,再自动生成相邻空间面片的连接面片,从而获得箱梁的空间多面体。利用四面体网格划分接口软件TetGen对箱梁空间多面体进行四面体网格剖分,自动生成高质量的四面体网格;通过将网格数据写为inp文件导入Abaqus软件进行可视化检查和有限元计算验证了网格的有效性。

基于四面体模型的地质体三维重建

智慧矿山等数字化理念的提出,对三维空间数据的需求越来越多,同时对于地层模型也不再局限于直观的展示,更多需求在于地层属性及断层等地质结构分析处理。针对地质模型重建时缺少内部属性,以及断层等结构重建问题。以某矿区为研究对象探讨了体元数据结构下的地质三维重建。首先根据钻孔数据构建出合适的三维地质表面模型,对于断层部分借助局部法进行面模型的三维重建。然后对Tetgen算法进行编译得到Tetgen.a静态库文件,在此基础上对表面模型并进行封闭性、相交性等初始模型检验。调用库文件读取面模型的顶点,面片数据,借助剖分函数进行结构二次划分,从而完成将四面体模型重建。同时考虑四面体质量的前提下,调整剖分参数得到合适的边界纵横比,借此得到最优的四面体网格.从而完成了地质体以及断层结构体元模型的三维重建。借助某煤矿数据验证了该方法在地质建模的可行性,借助采集的巷道点云数据和采集的钻孔数据,利用四面体重建的方法完成地质层三维重建和断层结构的表达。结果表明以体元结构重建的三维模型能够对内部属性进行表达,同时对于断层等特殊地质结构也有较好的适用性,利用该方法完成的地质体重建,便于地质体的空间分析等后续应用为数字化矿山建设提供有利的数据支撑。

基于四面体网格的地层三维模型构建

针对传统的三维地层模型在用来分析与解决一些实际工程问题时出现的许多不足,如无法进行有限元分析、精确模拟计算等情况,提出了一种基于四面体构网的三维地层建模方法,并且对该方法的基本思路与所用到的四面体网格生成技术(tetgen)作出了详细地介绍,并结合现有数据资料进行了验证,达到了预期效果。