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二维超圆形颗粒离散元法的算法研究

作　者: 雷万钧
导　师: 付宏
学　校: 吉林大学
专　业: 软件工程
关键词: 离散元法超圆方程颗粒模型几何势方法遗传算法
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文采用超圆方程建立复杂形状颗粒的离散元法分析模型,采用几何势方法建立颗粒间及颗粒与边界间的接触判断和接触叠合量求解方程,采用遗传算法求解该方程,由此建立了超圆颗粒的离散元法计算方法。在课题组研制的二维离散元仿真软件的基础上,编写了二维超圆形颗粒离散元法仿真软件,并将其整合进课题组已研制的二维软件中。二维超圆形颗粒离散元仿真软件分为离散元计算和仿真与性能分析两个模块,离散元计算模块负责计算每个时步颗粒的受力情况、运动速度以及当前的位置。仿真与性能分析模块以图形的方式将离散元计算的结果展示给用户,并提供颗粒所受力场、运动速度场显示、单个颗粒追踪和极值统计等功能。为验证二维超圆形颗粒离散元法软件的可行性和有效性,以简单图元边界为例,采用白盒测试法对软件的离散元计算模块进行测试,应用黑盒测试法对二维离散元法仿真软件进行整体测试。结果表明,软件的功能已实现。本文的工作对于完善课题组研制的二维离散元仿真软件,扩大该软件的使用范围均有一定意义。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-16
  1.1 课题的提出及意义  7
  1.2 遗传算法  7-15
    1.2.1 遗传算法的基本原理  8-12
    1.2.2 约束条件的处理  12-13
    1.2.3 基本遗传算法  13
    1.2.4 遗传算法的改进  13-15
  1.3 本文的主要工作  15-16
第2章二维超圆颗粒离散元法的算法研究  16-26
  2.1 引言  16-17
    2.1.1 二维颗粒建模方法概述  16
    2.1.2 基于超圆方程的颗粒建模方法  16-17
  2.2 颗粒间的接触判断与叠合量的计算  17-19
    2.2.1 求解方法概述  17
    2.2.2 超圆颗粒间接触判断与叠合量计算  17-19
  2.3 基于遗传算法的颗粒间叠合量的计算  19-23
  2.4 颗粒与边界间的接触判断与叠合量计算  23-25
    2.4.1 与直线边界的接触判断与叠合量计算  23-25
    2.4.2 与弧形边界的接触判断与叠合量计算  25
  2.5 本章小结  25-26
第3章二维离散元法分析软件的改进与测试  26-35
  3.1 引言  26
  3.2 软件的改进设计  26-29
    3.2.1 软件的结构和流程  26-27
    3.2.2 颗粒样本生成模块  27-28
    3.2.3 颗粒间计算模块  28
    3.2.4 颗粒与边界间计算模块  28-29
  3.3 软件测试与实例验证  29-34
    3.3.1 颗粒间的接触判断测试  30-31
    3.3.2 颗粒与直线边界的接触判断测试  31-32
    3.3.3 颗粒与圆弧边界的接触判断测试  32-33
    3.3.4 颗粒与复杂边界的测试与实例验证  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章总结与展望  35-37
  4.1 全文总结  35-36
  4.2 后续工作展望  36-37
参考文献  37-39
致谢  39-40
摘要  40-42
Abstract  42-44

二维超圆形颗粒离散元法的算法研究

内容摘要

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