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龙图腾网获悉河海大学;西安石油大学申请的专利一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成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：CN114048663B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15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：202111160413.2，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成方法是由孟庆祥;孙翔;任大忠;朱淳;崔志浩;钱坤设计研发完成，并于2021-09-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成方法，首先，根据级配曲线生成任意形状的随机分布粒子；然后对粒子进行闵可夫斯基和运算，控制相邻粒子之间的最小间隙；然后利用重叠离散元簇方法实现粒子到簇的过渡，并将其随机放置到某个区域；然后对线性接触模型进行赋值，并进行DEM模拟，分离重叠簇，记录簇的初始位置、位移和旋转；最后，基于位移和旋转信息重建模型。本发明易于获得任意颗粒形状的理论最大体积分数，同时解决了颗粒的边界分布问题和颗粒之间的接触问题，此外，DEM中的周期边界条件为周期细观结构提供了一种简单的实现方法，使生成的模型更符合实际情况，可提高后续数值方法试验研究结果的可靠性，具有较强的应用意义。

本发明授权一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成方法在权利要求书中公布了：1.一种二维高体积分数土石混合材料几何模型的生成方法，其特征在于，包括以下步骤： 1根据级配信息生成所有的粒子； 2基于闵可夫斯基和理论对粒子进行向外延伸处理，把处理后的颗粒坐标数据导入离散元软件中，用簇代替粒子并设置指定的域和边界条件； 3在线性接触模型中进行DEM模拟，根据DEM结果获取粒子的位移旋转； 4基于粒子的初始位置坐标以及旋转位移情况定位出粒子的最终分布，利用边界定位算法筛选出位于边界的粒子，并在其所在边界所不相交的边界上复制产生同样的粒子，生成最终的土石混合材料几何模型； 所述步骤3实现过程如下： 在DEM打包之前记录簇的质心；在完成DEM模拟后，获得每个簇的位移和旋转；根据平移和旋转变换计算骨料的几何结构；对于簇的接触，采用具有法向刚度和切向刚度的线性模型；法向和剪切方向的接触力为： 式中，为法向接触力，Kn为法向割线接触刚度，Un为总法向位移，ni为单位法向量，为剪应力增量，ks为剪切刚度，为剪切位移增量； 摩擦参数会影响簇的旋转，在模拟中设置为0；如果簇沿一定方向分布，则簇的旋转是固定的。

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