一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法与流程

文档序号:25526246发布日期:2021-06-18 20:15阅读:来源:国知局

技术特征:

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个球体记录半径,并把它随机赋予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,如面的中心点,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,并按照序列号寻找两个相邻球体,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的球的关系,如果存在重合,则利用原先球体的直径减去某个较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相邻的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,则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较小的随机数,并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1,以与球1相邻的球体中距中心点最远的球体作为球2,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3;

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1、球2、球3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的球的关系,如果存在重合,则利用原先球体的直径减去某个较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1、球2、球3之间会有较小的空隙,可以在中间空隙处填充一个较小的球体,使之与四球体互相切;

s19、根据新球体与球1、球2、球3相邻的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较小的随机数,并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。

5.根据权利要求4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:所述堆形几何模型将爆堆的坡面简化为斜面,把剖面的抛物线简化为v字形状,爆堆的侧面简化为垂直面,整个爆堆的weibull分布的堆形几何模型简化为五棱柱体,由15条边和10个顶点组成。

6.根据权利要求5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中符合weibull分布的爆堆堆形是露天台阶深孔爆破的主要堆形,堆形weibull分布指炮孔至台阶自由面方向上的爆堆剖面二维曲线类似于weibull分布曲线。

7.根据权利要求6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5中在寻找两个相邻球体时,当在寻找球1和球2时,如果出现多个最远球体,则在多个最远球体中随机抽取一个球作为最远球体。

8.根据权利要求7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16中计算新球体的位置时,球1、球2和球3的球心均位于爆堆内部。

9.根据权利要求8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18中爆堆会有许多不能识别的细小颗粒,可以对细小颗粒作为一个补充。


技术总结
本发明公开了一种基于离散元对堆形为Weibull分布的爆堆体三维模拟方法,包括如下步骤:S1、分别随机生成10个球体记录半径,并把它随机赋予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,使之形成封闭链;本发明通过生成爆堆表面的岩块,再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,且在生成爆堆表面的岩块时,堆形几何模型需按照点、边、面、体的顺序进行模拟,从而将爆堆堆形为Weibull分布的爆堆体三维可视化。

技术研发人员:邓小斌;郭钦鹏;杨仕教;刘迎九;郑建礼;王昱琛;翟俊杰
受保护的技术使用者:广东锡源爆破科技股份有限公司
技术研发日:2021.03.11
技术公布日:2021.06.18
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