The 7th National Conference on Computational Mechanics of Granular Materials in conjunction with The 4th International Symposium on Computational Particle Technology (CMGM-2024 & CPT-2024)

自然界中的许多颗粒物（例如岩石、矿物）具有不规则的形状，在使用离散单元法对这类颗粒材料进行研究时，使用合适的颗粒模型来准确地表述其形状，对数值求解的精度有至关重要的影响。在现有模型中，多面体模型适用于描述复杂的外形，但受到目前接触算法的限制，一般只能求解凸多面体模型，并且求解效率会随着多面体面数的增加而显著降低。为此，本研究提出了一种针对不规则颗粒物的离散元建模方法，使用多面体简化算法和凸多面体包络面算法，根据颗粒的三维扫描数据，用指定的面数构建出凸多面体模型，同时尽可能还原颗粒的外形特征。基于此方法，本研究开展了一系列离散元数值模拟，包括颗粒堆积过程、转鼓内混合过程和料斗卸料过程，并开展了相应的实验，以验证数值模拟的精度和计算效率。研究结果表明，使用本文方法构建的多面体模型的可以准确地预测颗粒物料的运动行为。将多面体模型的面数简化到更少时，离散元的计算效率可以得到显著的提升，且模拟的精度没有受到明显的损失。
 

离散单元法,颗粒材料,多面体模型,多面体简化,凸包络面