基于块体离散元法的多面体接触重叠算法

来源：计算力学学报杂志2022年第3期北京时间：

作者：刘广煜,徐文杰,周乾,冯泽康

单位：清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084,清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084,清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084,清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084

摘要：近年来随着非连续介质力学方法的发展,离散元法成为了颗粒材料的物理力学特性研究的重要工具。而对于任意形状复杂块体,精确的接触检测算法一直是离散元法的难题之一。本文基于几何对偶理论,在耦合模拟器CoSim (Coupling Simulator)的块体离散元框架下开发了多面体接触重叠算法。该算法融合了GJK (Gilbert-Johnson-Keerthi)和快速凸包等算法,能够准确计算重叠多面体,进而从接触重叠体中提取接触点、法线方向、接触面积和嵌入深度等接触特性。通过颗粒碰撞测试和砌体结构破坏试验,验证了该算法的准确性和适用性,能够解决多面体的接触问题。

关键词：块体离散元,接触重叠算法,几何对偶理论,耦合模拟器,

基金资助：国家自然科学基金(52079067;51879142);水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(2020-KY-04)资助项目.