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188宝金博页面版: [精品]基于CT扫描的不规则外形颗粒三维离散元建模

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内容提示: 第 45 卷 第 5 期2011 年 5 月上 海 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF SH ANGH AI JIAOTONG UNIVERSIT YVol. 45 No. 5 May 2011 收稿日 期: 2010 10 19基金项目 : 中央高校基本科研业务费专项资金资助( 20102100101000093) ,湖北省自 然科学基金重点项目 ( 2010CDA057)作者简介: 杜 欣( 1986 ) , 男, 江西省九江市人, 博士生, 目 前主要从事交通岩土工程及岩石力学研究. 电话( T el. ) : 13986251798;E m ail: duxin0218@ 126. com. 曾亚武( 联系人) , 教授, 博士生导师,E mail: zengyw@ whu. edu. cn. 文章编号: 10062467( ...

文档格式:PDF | 页数:5 | 浏览次数:47 | 上传日期:2015-03-15 11:20:36 | 文档星级:
第 45 卷 第 5 期2011 年 5 月上 海 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF SH ANGH AI JIAOTONG UNIVERSIT YVol. 45 No. 5 May 2011 收稿日 期: 2010 10 19基金项目 : 中央高校基本科研业务费专项资金资助( 20102100101000093) ,湖北省自 然科学基金重点项目 ( 2010CDA057)作者简介: 杜 欣( 1986 ) , 男, 江西省九江市人, 博士生, 目 前主要从事交通岩土工程及岩石力学研究. 电话( T el. ) : 13986251798;E m ail: duxin0218@ 126. com. 曾亚武( 联系人) , 教授, 博士生导师,E mail: zengyw@ whu. edu. cn. 文章编号: 10062467( 2011) 05071105基于 CT 扫描的不规则外形颗粒三维离散元建模杜 欣, 曾亚武, 高 睿, 颜 敬( 武汉大学 土木建筑工程学院, 湖北 武汉 430072)摘 要: 为 实现不规则颗粒材料三维离散元建模, 通过 X 射线断层扫描技术获取真实颗粒的切片图像, 并对其进行二值化处理和边缘点探测提取计算, 以重建三维颗粒模型而获取颗粒空间坐标信息. 引入最小基本球体半径、有效空间系 数和分类半径作为控制参数, 采用 V C+ + 语言编写颗粒模型并生成程序, 运用 基本球体进行可重叠组合, 自 动生成不规则颗粒模型. 结果表明, 在相同参数条件下, 该程序运行结果惟一, 且与初始条件无关. 同时, 通过调控控制参数, 能够获得不同 精度的模型, 并使颗粒模型精度与 所需球体之间达到平衡关系.关键词: X 射线断层扫描; 不规则外形颗粒; 离散元方法; 数值建模中图分类号: T U 441. 93 文献标志码: A3D Modelling of Irregular Shape Particles forDiscrete Element Method Based on Xray TomographyD U Xin, ZENG Yawu, GAO Rui , YA N Jing( School of Civil Engineering, Wuhan U niversity, Wuhan 430072, China)Abstract: In order to build 3D models of irregular shape particles for discrete element method, the realballast was scanned with X ray tomography and its tomography images were obtained, a binary image processing was implemented for each image, and with the method of edgepoints detection, the threedimensional coordinates of the ballast were collected. Then, three governing parameters: minimum radius ofbasicspheres, efficient space factor, and splitradius were introduced and the generating program of particle was compiled based on VC+ + . T he program combines the basicspheres automatically under an overlapable algorithm to build the model of irregular shape particles. T he research results indicate that withthe same preset parameters, the process of modelling can be repeated, and the program is not related to theinitial conditions. M eanwhile, the balance of model accuracy and required ball number can be achieved byadjusting governing parameters.Key words: X ray tomography ( CT ) ; irregular particles; discrete element method ( DEM ) ; numericalmodelling 颗粒状材料广泛应用于铁路道床、 公路碎石路基等领域, 其显著特点为外形不规则, 因而在各向异性、振动及颗粒流动性能等方面与规则外形颗粒状材料存在本质区别[ 1 2].

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