[发明专利]基于物质点方法的山体滑坡灾害场景模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于物质点方法的山体滑坡灾害场景模拟方法。其步骤为：1)在计算机图形学领域对山体滑坡这一灾害现象进行了建模与绘制。2)在传统MPM方法的基础上改进了屈服面准则，引入修改后的剑桥模型。3)提出了基于MPM的颗粒状材质与刚体作用的双向耦合模型，使得山体滑坡过程中的土石相互作用更加真实，提高了大规模复杂灾害场景模拟的效率。本发明解决了在计算机图形学中山体滑坡灾害场景模拟缺失的问题，能够模拟山体滑坡发生过程中的土颗粒之间的运动、石块刚体之间的碰撞以及土颗粒与石块刚体的耦合现象。

主权项

1.一种基于物质点方法的山体滑坡灾害场景模拟方法，其特征在于包括以下步骤：1)在计算机图形学领域对山体滑坡这一灾害现象进行建模，在建模过程的每一个时间步进行如下计算:将土粒子数据转移到网格，计算网格受力以及更新速度，处理网格碰撞，更新变形梯度，处理粒子碰撞，处理塑性流动以及硬化；其中在第一时间步还需计算粒子体积与密度；2)在MPM方法的基础上改进屈服面准则，引入修改后的剑桥模型，通过计算平均主应力以及偏应力，将土粒子的变形梯度分为弹性变形梯度部分以及塑性变形梯度部分；再由软化硬化参数更新土粒子的屈服面；3)使用水平集方法计算土粒子、网格与石块刚体的碰撞，计算得到土粒子的速度，从而计算出更新后的土粒子、网格位置以及刚体的角速度以及位置，得到MPM的颗粒状材质与刚体作用的双向耦合模型。