基于椭圆颗粒模型的离散元法基本理论及算法研究

在总结和继承国内外有关离散元法的基本理论、算法和程序设计方面的研究成果及先进经验的基础上,结合相关机械部件的特点和设计要求,本文采用椭圆方程建立了椭圆形颗粒的二维离散元法分析模型,提出采用椭圆最大外接圆进行初步的接触判断,采用几何势的方法进行颗粒间以及颗粒与边界间的精确接触判定、接触叠合量求解,初步建立了椭圆颗粒模型的二维离散元法基本理论。 本文使用C++编程语言并采用Visual C++6.0开发工具开发了二维椭圆形颗粒的离散元法计算仿真软件。介绍了软件的需求分析、软件的结构、软件的主要功能及关键技术的实现方法。还对本课题组研制的二维离散元法软件进行了完善和功能添加,包括改进了圆弧边界探测算法、添加了基于CAD模型的进料口设置、多种颗粒与多种边界的分析计算、多边形进料口的显示以及点在多边形进料口的生成等。 在上述理论及方法的基础上,采用黑盒测试与白盒测试相结合的方法对圆形颗粒系统与椭圆形颗粒系统进行了对比测试分析。通过一些实例初步验证了软件的可行性、正确性、有效性等优点。