[发明专利]一种基于X-CT的离散元3DEC模型重构方法

说明书

本发明提供了一种新的基于X‑CT扫描、三维重构技术的离散元3DEC模型网格的构建方法，用于解决采用X‑CT扫描、三维重构技术构建基于真实试样的离散元3DEC模型网格的问题。通过编写模型网格转化接口程序，将采用X‑CT扫描、三维重构技术获得的ANSYS有限元模型网格转化为离散元软件3DEC格式文件，之后，将该文件读入到3DEC中，生成离散元模型网格，进而实现基于X‑CT扫描、三维重构技术的离散元3DEC模型网格的重构和构建。

技术领域

本发明涉及一种基于X-CT扫描技术的离散元软件3DEC模型网格构建方法。

背景技术

X-CT(Computerized Tomography)，即X射线计算机断层扫描成像技术，是一种无损检测手段，其可以在不损伤物品内部结构的情况下，获得物品内部结构分布特征。在岩石力学领域，根据X-CT扫描获得的煤、岩试样内部结构特征，结合计算机技术，对煤、岩试样内部结构进行重构和网格划分，建立基于真实煤、岩试样内部结构的三维数值模型，并根据试验分析结果对该数值模型进行验证，进而应用该三维数值模型进行其他研究的方式在近年来正变得越来越广泛。

根据分析研究科学问题时所采用数值模拟软件原理的不同，现有数值模拟软件可分为两种，即有限元和离散元数值模拟软件。有限元和离散元两种数值模拟软件原理不同，在科学研究和工程实践的数值模拟中，科研人员常采用这两类不同原理的软件对科学研究或工程实践中的同一问题分别进行模拟，并对这两种软件结果进行相互验证，以获得可信度较高的研究成果。然而，由于基于X-CT技术模型三维重构及网格划分软件类型的局限性，以往基于X-CT技术模型三维重构、网格划分及导出网格属性均以有限元网格格式为主，如FLAC3D，ANSYS，ABAQUS格式等，而对离散元软件3DEC模型网格的建立仍属空白。基于以上情况，现实中急需发明一种离散元模型网格重构方法，解决X-CT扫描技术的三维重构和模型网格划分过程中，离散元软件3DEC模型网格建立问题。

发明内容

本发明通过编写接口程序，将基于X-CT技术重构和网格划分得到有限元模型网格ANSYS格式文件，转化为离散元软件模型网格3DEC格式文件，实现了基于X-CT技术模型的三维重构模型离散模型网格划分的目的。

一种基于X-CT的离散元3DEC模型网格划分方法，其主要特征在于包含如下步骤：

(1)将基于X-CT技术扫描、三维重构、网格划分后得到的有限元ANSYS模型网格中节点坐标和单元体编号导出并分别存储，其中单元体编号包含模型网格中的组分信息；

(2)根据有限元软件ANSYS中输出文件中网格节点和单元体的坐标和编号排列规则，对比离散元软件3DEC中相应网格节点和单元体应具有的坐标和编号，并按照3DEC中相应单元体网格节点、单元体的命名和编号规则，编写接口转换软件，生成3DEC命令文件；

(3)将生成的3DEC命令文件读入3DEC软件生成相应节点和单元体网格模型并保存，以便后续进行其他研究。

本发明具有以下优点：

本发明提供了一种新的方法，解决了采用X-CT技术构建离散元3DEC模型网格的问题。在有限元模型网格到离散元网格模型的转换过程中，实现了模型网格节点到网格节点、单元体到单元体的转换，能确保转换过程中网格模型的节点和单元体编号、组分、节点坐标等信息的一致性。

附图说明

图1为基于X-CT技术重构和网格划分的离散元3DEC模型网格重构过程

图2为接口软件内模型网格单元体、节点转化示意图

具体实施方式