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上海交通大学刘清风获国家专利权

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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114758094B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210361723.9,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法是由刘清风;周宇设计研发完成,并于2022-04-07向国家知识产权局提交的专利申请。

一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法,包括:设定混凝土尺寸、骨料体积分数、骨料粒径区间、界面过渡区厚度等参数;采用富勒级配公式确定骨料级配;采用骨料随机生成函数随机确定一个骨料的平均粒径和顶点数;在骨料的平均粒径的预定范围内随机确定每个骨料的顶点坐标;计算当前已生成骨料的总体积,在当前已生成骨料的总体积满足骨料体积分数时,采用Delaunay三角剖分法和图形包络法构建不规则多面体骨料;采用Delaunay三角剖分法和图形包络法构建界面过渡区域;将骨料按照体积大小排序,并随机投放到混凝土区域。本发明构建方法简单高效,模型投放效率高,骨料空间随机性高,通用性强,可适用于混凝土耐久性方面的各种工况。

本发明授权一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法在权利要求书中公布了:1.一种高效构建三维随机骨料混凝土细观模型的方法,其特征在于,包括: 设定预设长度、预设宽度、预设高度的混凝土区域,混凝土骨料的最大粒径为Dmax、最小粒径为Dmin,骨料体积分数为Va,界面过渡区厚度为t;根据设定的骨料粒径范围,采用富勒级配公式确定骨料级配; 根据富勒级配曲线和骨料体积分数,采用骨料随机生成函数随机确定一个骨料的平均粒径和顶点数; 在所述骨料的平均粒径的预定范围内随机确定每个骨料的顶点坐标; 根据所述骨料的顶点坐标计算当前已生成骨料的总体积,在当前已生成骨料的总体积满足骨料体积分数时,采用Delaunay三角剖分法和图形包络法构建不规则多面体骨料; 根据界面过渡区厚度,采用Delaunay三角剖分法和图形包络法在骨料周围构建一层界面过渡区域; 将带有所述界面过渡区域的骨料按照体积大小排序,并随机投放到所述混凝土区域,得到三维随机骨料混凝土细观模型;其中: 所述采用富勒级配公式确定骨料级配,其中,所述富勒级配公式为: 其中,P为骨料体积积累分布函数,Di为当前骨料平均粒径,D为骨料平均粒径,Va为骨料体积分数;n为0.3~0.5的系数; 所述采用骨料随机生成函数随机确定一个骨料的平均粒径和顶点数,其中,所述骨料随机生成函数为: 其中,α为0~1的随机数; 所述在所述骨料的平均粒径的预定范围内随机确定每个骨料的顶点坐标,包括: 根据每个骨料的平均粒径确定其顶点数b; 在骨料范围内随机选取一点作为骨料的中心点,记为点O; 在[0.45Di,0.55Di]范围内随机确定骨料每个顶点与中心点的距离ri为: ri=0.5D0+0.05D02α-1,其中,α为0~1的随机数; 历遍每一个顶点,将当前顶点记为A,下一个顶点记为B,在[0,2πb]的范围内确定AOB夹角的水平分量与竖直分量: θ′i=2π1+2α-1*βb, 其中,θ′i、为中间变量,θi为AOB夹角的水平分量,为AOB夹角的竖直分量,α、β、γ和η分别为0~1的随机数; 将骨料顶点的球坐标转换为直角坐标,坐标变换为: 得到骨料顶点相对于骨料中心的坐标xi,yi,zi; 所述采用Delaunay三角剖分法和图形包络法构建不规则多面体骨料,包括: 采用Delaunay三角剖分法,历遍骨料的每一个顶点,每四个顶点构建一个三角锥网格,采用图形包络方法,只保留图形最外侧的表面,将其余三角锥体删去,得到不规则多面体骨料; 所述采用Delaunay三角剖分法和图形包络法在骨料周围构建一层界面过渡区域,包括: 将骨料顶点坐标向外扩展: 获得界面过渡区的顶点坐标后,采用Delaunay三角剖分法,历遍界面过渡区的每一个顶点,每四个顶点构建一个三角锥网格,采用图形包络方法,只保留图形最外侧的表面,将其余三角锥体删去,得到不规则多面体骨料。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人上海交通大学,其通讯地址为:200240 上海市闵行区东川路800号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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