复杂轮廓实体内级配随机颗粒的受控填充算法.pdfVIP

第 2O卷 第 11期 计算机辅助设计与图形学学报 Vol_2O。No．11 2008年 11月 JOURNALOFCOMPUTER—AIDEDDESIGN COMPUTER GRAPHICS Nov．，2008 复杂轮廓实体 内级配随机颗粒的受控填充算法 李建波 林 皋 陈健云 (大连理工大学土木水利学院 大连 116024) (大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室 大连 116024) (jianboli@dlut．edu．cn) 摘 要 在复杂轮廓形体 内，针对满足指定填充率与级配 曲线的任意凹凸形随机颗粒的填充过程 ，提出一种物理 意义明确 、简便易行的多尺度两阶段配置算法．首先 以规则化基 网格来剖分待填的实体 ，提供 了一个 中间层次，简 化随机颗粒定位的复杂性 ；然后在生成满足统计特征的颗粒集合的基础上 ，提 出先快速预填充，再基于包 围盒进行 颗粒交叠区域小步长迭代调整的改进技术．以混凝土细观数值试件 的数学建模为例进行的实验 ，结果表 明，文 中算 法可有效地控制填充过程中出现的各种主要随机因素，有利于随机颗粒轮廓的控制，并突破了传统凸颗粒的数值限 制 ，具有很好的成型效率． 关键词 CAD；两相体模型；随机颗粒 ；颗粒级配曲线 ；蒙特卡罗填充算法 中图法分类号 TU528；TV331 A ControllableFillingM ethodforRandom GradingGrainsintheSolidBodywith ComplexShape LiJianbo LinGao ChenJianyun (SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian 116024) (StateKeyLaboratoryofCoastaland0ffshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian 116024) Abstract Undertheobjectivestatisticalconditionsofgrainfillingratioandgradingcurveforgrain size，weproposean improvedtwo—stepmodelingproceduretoeffectivelyfilla2D or3D non—regular solidbodywith amassofrandom grains．Itfirstpartitionsthe complex solidbodyinto fineregular cells，which providesan intermediatestructureforthegrain fillingandmakesthelocating ofgrains mucheasy．Then，an iterativeadjustmentprocessisperformed toremovetheoverlapsbetween adjacentlylocatedgrainsbasedontheirenclosingboxes．Wetestedouralgorithm bysimulatingthe generationofconcretemeso—mechanicsmodels，experimentalresults show that，compared to other fillingmethod，ouralgorithm achievesbetterefficiencyandfeasibility，itisadaptivetorandom grains ofdifferentshapeanddifferentsizeandgetsridoftheconvexshapelimitofthegrains． Keywords CAD；double—phasemodel；random grains；grading curveforgrain size；Monte—Carlo fillingalgorithm 在复杂轮廓实体 内，对满足指定填充率及级配 凝土建模等众多工程领域课题的基础之一．从计算 曲线的任意形状 的颗粒填充算