西北核技術研究所丁洋獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北核技術研究所申請的專利一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115659718B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211159570.6,技術領域涉及:G06F30/23;該發明授權一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法是由丁洋;盧強;李進;張向榮;何斌設計研發完成,并于2022-09-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法在說明書摘要公布了:本發明為解決目前針對花崗巖數值模擬的研究不能兼顧考慮花崗巖中材料非均勻性、晶內裂紋、晶界裂紋影響的問題,提供了一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法。包括以下步驟:1、隨機生成晶粒;2、賦予晶粒材料編號;3、隨機選取若干個晶粒并裁剪其晶界,生成晶界裂紋;4、利用數值模擬軟件給裁剪后的晶粒賦予各晶粒的材料編號對應的材料模型,再通過布爾運算將裁剪后的晶粒組合生成包含晶界裂紋的花崗巖模型;5、設定的晶內裂紋長度和取向,隨機生成晶內裂紋,并分割晶粒;6、通過草圖切割的方式,根據晶內裂紋分割花崗巖模型,并賦予晶內裂紋屬性。7、建立裂紋接觸模型,得到花崗巖細觀裂紋寬度的數值表征。
本發明授權一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法在權利要求書中公布了:1.一種花崗巖細觀裂紋結構的數值表征方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1、隨機生成晶粒 在目標區域內隨機布設與待生成的花崗巖晶粒數目相等的n個種子,采用泰森多邊形分割法將目標區域劃分成n個多邊形子區域,每個多邊形子區域看作一個晶粒,每個晶粒中包含1個種子,n個晶粒的序列編號分別為S1,S2,S3,…,Sk…,Sn,n≥k≥1,且n為正整數; 步驟2、賦予晶粒材料編號 將n個晶粒分別賦予材料編號Mi,不同的編號代表不同的晶粒種類;其中,i=1,2,3,...,m,m為晶粒的種類數,m≥2; 步驟3、隨機選取若干個晶粒并裁剪其晶界,生成寬度為ddeta的晶界裂紋;具體為: 3.1、計算晶界裂紋總長:Louter=ρouter×Agranite,其中,ρouter表示晶界裂紋分布密度,Agranite表示花崗巖模型的總面積; 3.2、隨機選取任一序列編號的晶粒,對其部分晶界進行裁剪,并標記其所裁剪晶界的中點; 3.3、建立已裁剪晶界序列集合并將選取的第一個晶粒存入,同時建立已裁剪晶界的中點集合并將第一個晶粒已裁剪晶界的中點存入; 3.4、隨機選取序列編號為Sk的晶粒,判斷晶粒Sk是否在已裁剪晶粒序列集合內,若是,則執行步驟3.5;若否,則執行步驟3.6; 3.5、返回步驟3.4,重新選取晶粒; 3.6、依次判斷晶粒Sk的第1至第Ei條晶界的中點是否在已裁剪晶界的中點集合內,其中,Ei的數值小于等于晶粒Sk的總邊數,若是,則保留原晶界,若否,則將該晶界向內裁剪ddeta寬度,裁剪后將晶粒Sk存入已裁剪晶界序列集合,并將晶粒Sk裁剪后的晶界中點存入已裁剪晶界的中點集合內;將所裁剪晶界的中心位置存入已裁剪晶界數組中,以防止同一位置處的兩條晶界重復裁剪,造成晶界裂紋寬度翻倍; 3.7、計算已裁剪晶界裂紋總長度,若已裁剪晶界裂紋總長度達到設定總晶界裂紋長度Louter,則完成寬度為ddeta的晶界裂紋的生成,否則,返回步驟3.4,直至已裁剪晶界裂紋總長度達到設定總晶界裂紋長度Louter 步驟4、利用數值模擬軟件前處理模塊給步驟3中裁剪后的晶粒賦予步驟2中各晶粒的材料編號對應的材料模型,再通過布爾運算將裁剪后的晶粒組合生成包含晶界裂紋的花崗巖模型; 步驟5、設定晶內裂紋長度和取向,在步驟3裁剪后的晶粒中隨機生成寬度為dinner的晶內裂紋,利用晶內裂紋線段分割晶粒,并建立晶內裂紋集合;具體為: 5.1、設定晶粒內的平均裂紋長度linner、裂紋長度變化范圍Δl、裂紋傾角θ和裂紋傾角變化范圍Δθ,并計算晶內總裂紋長度:Linner=ρinner×Agrain,其中,ρinner表示晶內裂紋分布表密度,Agrain表示晶粒的面積; 5.2、在晶粒內隨機選取一點xi,yi作為第一條裂紋的起點,建立晶內裂紋起點集合并將第一條裂紋的起點存入; 5.3、計算晶內第一條裂紋的長度lc和傾角θc,lc=linner+α*Δl,θc=θ+β*Δθ,其中,α表示裂紋長度變化系數,-0.5≤α≤0.5;β表示裂紋傾角變化系數,-0.5≤β≤0.5 5.4、判斷第一條裂紋的終點xi+lc*cosθc,yi+lc*sinθc是否在晶粒內,若是,則生成寬度為dinner的晶內裂紋,建立晶內裂紋集合并將第一條裂紋存入;若否,則返回步驟5.3,并調整α的取值,保持β的取值不變,直至終點位于晶粒內部,生成寬度為dinner的晶內裂紋,建立晶內裂紋集合并將第一條裂紋存入; 5.5、隨機在晶粒內選取裂紋起點,判斷其與晶內裂紋起點集合中的起點是否重合,若是,則執行步驟5.6,若否,則執行步驟5.7; 5.6、返回步驟5.5,并重新選取裂紋起點; 5.7、按照步驟5.3、5.4同樣的方法,計算裂紋長度與傾角,判斷待生成的裂紋與晶內裂紋集合中的已有裂紋是否相交,若是,則舍棄該裂紋,若否,則生成裂紋并存入晶內裂紋集合; 5.8、計算晶內裂紋集合中所有裂紋的總裂紋長度,若所有裂紋的總裂紋長度達到晶內總裂紋長度Linner,則完成晶內裂紋的生成,否則,返回步驟5.5,直至所有裂紋的總裂紋長度達到晶粒內總裂紋長度Linner 步驟6、通過草圖切割的方式,根據步驟5晶內裂紋集合中的晶內裂紋對步驟4所得花崗巖模型進行分割,并賦予晶內裂紋在數值模擬軟件中對應的裂紋屬性; 步驟7、建立裂紋接觸模型,得到花崗巖細觀裂紋寬度的數值表征:douter=dinner+ddeta。
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