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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模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：CN119203513B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12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：202411243222.6，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模方法是由郑俊星;习俊博;高琳;刘华北;张德润;李程;史俊;石飞停设计研发完成，并于2024-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模方法，涉及三维砂土颗粒生成领域。所述建模方法为生成可控形态的趋真砂土颗粒，包括生成可控伸长度EI，平坦度FI和圆度的颗粒骨架以及生成可控表面粗糙细节的趋真砂土颗粒两个部分。本发明克服了现有技术的不足，通过多次位移基本形状的顶点以获得不规则具有分形特征的砂土颗粒，相较于传统的颗粒生成方法，基于程序几何的颗粒生成方法的计算量在于生成顶点的位移纹理，远远小于求解数学描述符系数和展开函数的计算量；并且，可以生成宏细观尺度上可控EI，FI，圆度和粗糙度的逼真砂土颗粒。

本发明授权一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模方法在权利要求书中公布了：1.一种基于编程式几何的非球趋真砂土颗粒可控建模方法，其特征在于，所述可控建模方法包括以下步骤： S1、生成可控伸长度EI，平坦度FI和圆度的颗粒骨架： S1-1、参数化生成长方体，四棱锥2种基本形状作为的砂土颗粒初始骨架；然后使用Catmull-Clark算法细分和平滑基本形状的网格以便增加网格顶点数量和生成较连续的顶点位移场； S1-2、根据砂土颗粒的伸长度和平坦度与基本形状的几何参数间的映射关系，控制生成砂土颗粒的伸长度和平坦度指标； 具体为：分别对长方体和四棱锥基元设置不同的ratio1和ratio2；具体设置从0到1间隔为0.05共20个参数值；根据每个ratio1和ratio2参数值生成50个不同颗粒，统计颗粒的EI和FI的平均值，使用插值方法拟合ratio1和ratio2和平均值的映射关系；其中，ratio1和ratio2分别为基元的3个长，宽，高形状参数值的中间值与最大值的比值和中间值与最小值的比值，已知ratio1、ratio2和最大值，能够求中间值和最小值，形状参数值能够控制生成颗粒的尺寸； S1-3、根据大尺度分形顶点位移场的强度与生成颗粒的圆度间的映射关系，控制颗粒的圆度； 具体为，对长方体和四棱锥基元的平滑体设置不同位移场强度系数；具体设置从0到200间隔为5共40个参数值；根据每个位移场强度系数生成50个不同颗粒，统计颗粒圆度的平均值，使用插值方法拟合强度系数和圆度平均值的映射关系； S2、生成可控表面粗糙细节的趋真砂土颗粒： 在小尺度混合分形位移场的作用下增加颗粒表面的细节，以生成具有粗糙度特征的趋真砂土颗粒；基于混合分形顶点位移场的强度与生成颗粒粗糙度间的映射关系，控制颗粒的粗糙度； S2-1-1、对合成顶点位移场设置不同位移场强度系数；具体设置从0到12间隔为0.3共40个参数值；根据每个位移场强度系数生成50个不同颗粒，统计颗粒粗糙度的平均值，使用插值方法拟合强度系数和粗糙度平均值的映射关系； S2-1-2、给定待生成颗粒的粗糙度累计概率分布，计算待生成颗粒的粗糙度；结合合成顶点位移场的强度系数和生成颗粒粗糙度的映射关系，计算合成顶点位移场待设强度系数； S2-1-3、根据求得的合成顶点位移场强度系数intensity生成给定粗糙度的砂土颗粒；合成顶点位移场计算可以定义为： ； 其中是不同的顶点位移场；其中F1，F2的类型都为cellular分形顶点位移场，尺度分别为30和20；F3的类型为湍流纹理，尺度为20；分别是对应的透明度。

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