[发明专利]一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法

权利要求书

1.一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、分别随机生成10个球体半径，并随机赋予15条边，即球心位于边的端点，注意在相接边端点的球相同；

S2、对15条边分别按照各自箭头的方向进行处理，使之除去端点球半径之后的剩余部分被球体填充，即球心位于边上；

S3、根据Weibull分布的堆形几何模型分别提取相关边组成7个面，并使每个面均形成封闭链，统计7个面上的球体直径分布，并把面1作为当前面；

S4、随机寻找当前面中的一点作为终点，并对当前面上的球体直径进行统计形成已有球体尺寸数据；

S5、计算构成初始封闭链的球体中距终点最远的球作为球1，并寻找两个相邻球体，把两个相邻球体中距终点最远的球作为球2；

S6、依据块度分布曲线和已有球体尺寸数据生成新的球体的直径；

S7、根据球1和球2和已有的新球体的半径计算新球体的位置；

S8、判断新球体与当前面上已有球的关系，如果存在重合，则利用原先球体的直径减去某个小的随机数形成新的直径，并返回S7；直至新球体与当前面上已有的球体不重合，进行S9；

S9、根据新球体与球1、球2相邻球的关系更新封闭链，并把新球体直径加入已有球体尺寸数据；如果在更新封闭链时某个球体被剔除，统计剔除的球体形成总的球体数据，则返回S5；

S10、当前面被填满时，即S8生成的球体半径小于某个小的随机数，且当前面填满不成功次数超过允许的尝试次数后，当前面填充流程停止；

S11、判断7个面是否都被填满，如果否，则把下个面设置成当前面，返回S4，如果是，则进行S12；

S12、对7个面根据所在相应位置进行旋转构成三维爆堆表面，即第二步的封闭面；

S13、依据爆堆近似的梯形柱体计算爆堆的中心坐标作为中心点，并对爆堆表面的所有球体直径进行统计形成已有球体尺寸数据；

S14、计算构成初始封闭面的球体中距中心点最远的球体作为球a，以与球1相邻的球体中距中心点最远的球体作为球b，以与球1和球2均相邻的球体中距中心点最远的球体作为球c；

S15、依据块度分布曲线和已有球体尺寸数据生成新的球体的直径；

S16、根据球a、球b、球c和已有的新球体的半径计算新球体的位置；

S17、判断新球体与爆堆上已有球的关系，如果存在重合，则利用原先球体的直径减去某个小的随机数形成新的直径，并返回S16，直至新球体与当前面上已有的球体不重合，进行S18；

S18、在新球体、球a、球b、球c之间会有小的空隙，在中间空隙处填充一个小的球体，使之与四球体互相切；

S19、根据新球体与球a、球b、球c相邻球的关系更新封闭面，并把新球体直径加入已有球体尺寸数据；如果在更新封闭面时某个球体被剔除，则统计剔除的球体形成总的球体数据则返回S14；

S20、当爆堆内部被填满，即S17生成的球体半径小于某个小的随机数，且爆堆内部填满不成功次数超过允许的尝试次数后，则爆堆内部填充流程停止。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法，其特征在于：步骤1-步骤12是为生成整个爆堆表面的岩块，步骤13-步骤20是把整个爆堆表面作为封闭的初始面，以此为基础对整个爆堆内部进行填充，为了使三维模拟更符合工程适用性，爆堆岩块用球体代替。

3.根据权利要求2所述的一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法，其特征在于：步骤3中形成封闭链时需依据信息对相关边进行方向处理，使之整个面上边缘的球体按照顺时针或者逆时针排列，并在此基础上对面上所有球体按照顺序赋值，即每个球体都有相应的序列号。

4.根据权利要求3所述的一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法，其特征在于：步骤3中所述堆形几何模型的每条边与两个面相关，每个顶点和三个面相关，因此，需按照点、边、面、体的顺序进行模拟。