矩形区域不等圆形随机堆放的数值模拟

摘要：

将若干待堆放的圆形堆放到一个给定矩形区域,是一类特殊的Packing问题.针对这一具有NP难度的困难问题,提出一种快速的数值模拟方法以及模拟力学检验的方法.该方法将圆形堆放的力学平衡规律化为几何形体相互接触的几何条件,把大量的圆形按级配及分布律等约束条件,随机堆放形成空间区域.按此方法得到的圆形堆体,在不加外力的情形下即可保持自身的稳定.使用该方法,在边长为15 cm的正方形区域内,取圆形的直径范围为0.5 cm~4 cm,模拟了孔隙率小于25%(面积比)的圆形堆体.最后,将所模拟的圆形堆体试件进行了有限元网格划分及力学加载试算,结果表明该堆体是稳定的.为进一步在细观层次研究圆形堆体提供了一个快速的数值模拟方法.

关键词：NP难问题、圆形Packing问题、随机堆放、数值模拟、有限元

所属期刊栏目：34

分类号：TP391.9;TU528.01;O242(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金11171181

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：62-67