球体单元

  • Pulpit rock

    球体单元是离散元计算中的基本单元。具有形状简单,易于构造;几何参数较少,接触搜索简单;接触力模型成熟等特点,但是球体单元不利于复杂形态离散介质的描述。在海冰离散元方法中,球体单元主要通过单元间的黏结-破坏模拟平整冰及其破碎特性,具有模型简单和计算效率高的特点。

超二次曲面单元

  • Pulpit rock

    超二次曲面方法是由二次曲面扩展演变而来,目前已广泛运用于计算机图形学、仿生机器人、工业加工等多个领域。1992年,Williams和Pentland首次提出数学意义上用超二次曲面方程描述非规则颗粒的普遍方法,并统计得出80%的颗粒形状可由超二次曲面方程描述,而其他的形状可由更高维的曲面方程得到。

扩展多面体单元

  • Pulpit rock

    对于具有复杂几何形态的多面体单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力,且接触变形和作用力方向也不易判断。基于闵可夫斯基(Minkowskisum)方法的扩展多面体单元能够准确描述非规则颗粒单元的几何形态,并可精确计算单元间的接触碰撞作用。具有接触判断简单、计算效率高的特点。

粘结镶嵌单元

  • Pulpit rock

    粘结单元可为复杂形态颗粒的离散元建模提供基础,可破碎粘结单元模型能模拟颗粒内部裂纹生成、扩展直至贯穿破碎,但是粘结单元颗粒模型单元数较多,接触、断裂判断耗时。不可破碎镶嵌单元模型能更加真实地模拟颗粒体的几何形状,接触判断相对较少,适合于大规模模拟计算。但无法模拟颗粒的破碎过程。

扩展圆盘单元

  • Pulpit rock

    扩展圆盘单元的构建方法是对所需要构造的圆形单元进行函数定义,然后采用无限多个球型颗粒对其填充以构造出所设定单元形态。由于球型颗粒在判断接触和计算作用力方面具有计算简便的特点,可对具有复杂形态的离散单元动力过程进行有效的数值计算。同时扩展圆盘单元对于描述碎冰区的浮冰具有较高的计算精度。