基于约束Delaunay三角划分法在节理图上实现网格自动剖分

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1、第23卷第11期岩石力学与工程学报23(11):1841~18462004年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune,2004基于约束Delaunay三角划分法在节理图上实现网格自动剖分121朱冬林向彤葛修润12(中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071)(中交第二公路勘察设计研究院武汉430052)摘要分析了现有的在节理图上自动生成有限元网格方法的不足之处,提出了应用约束Delaunay三角划分法来实现网格剖分。该方法将所有的节理线看作特征约束线,在散乱点约束的De

2、launay三角划分的基础上,逐次嵌入约束线,然后再应用细化算法进行网格加密,得到符合数值计算精度要求的网格。关键词数值方法,节理网络图,特征约束,约束Delaunay三角划分,网格剖分分类号O174.42文献标识码A文章编号1000-6915(2004)11-1841-06AUTO-GENERATEINGGRIDONJOINTNETWORKMODELFIGUREBASEDONCONSTRAINTDELAUNAYTRIANGULATION121ZhuDonglin,XiangTong,GeXiurun1(InstituteofR

3、ockandSoilMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071China)2(ChinaCommunicationsSecondHighwaySurveyDesignandResearchInstitute,Wuhan430052China)AbstractAfteranalyzingandclassifyingthewidevarietyofmeshgenerationmethodsforfiniteelementcomputation,aclearoverallpict

4、ureofallthosemethodsisprovided.PerformancesofDelaunaytriangulationarecampared,andthemeritsanddisadvantagesofexisitingmethodsinauto-gridingonjointnetworkmodelfigurearealsodiscussed.Additionally,amethodbasedonconstraintDelaunaytriangulationcanbeavailableasasubstitute.I

5、nthemethod,alljointsaretreatedascharacteristicconstraints.BasedonDelaunaytriangulationondispersepoints,allconstraintsareinsertedonebyone,andthenrefinementmethodisemployedtomakegriddensertomeettheprecisionquestinnumericalcomputation.Keywordsnumericalmethod,jointnetwor

6、k,characterconstraint,constraintDelaunaytriangulation,griding理的岩体模型(图1)上,要实现自动剖分并不容易,1引言原因在于节理的分布是随机的,在天然状态相互交割,一般不能完全形成一个个封闭的区域。大多数在有限元、有限差分等数值计算的前处理中,网格剖分算法都是针对已形成的简单封闭域,因而网格自动剖分占有重要的位置。目前,实现网格剖一般需要手工先对原始模型进行简单的划分,形成[1~3]分的算法很多,而且不断有新的算法推出,然封闭域,然后才能运用各种算法进行剖分。本文旨而对

7、于岩体这种比较复杂的介质进行数值分析时可在引进一种高效实用的网格剖分方法,选择在复杂能会遇到一些困难。例如,在带复杂的随机分布节的节理模型图上实现该过程,是为了更充分地体现2002年8月22日收到初稿,2002年10月22日收到修改稿。作者朱冬林简介:男,29岁,博士,1997年毕业于成都理工学院,主要从事公路勘察设计方面的研究工作。E-mail:zdd-rs@sohu.com。•1842•岩石力学与工程学报2004年其优越性。对于小尺度的数值模型试验,在节理分连成封闭域,加入约束线的过程也是网格动态生成布简单而且数量不多的情况

8、下,将岩体作为两种不的过程,特别注重网格的生成质量,而且容易满足同的介质(岩石和节理),进行有限元计算是有可能自适应计算的要求。的。但对于具体的工程应用,如果节理数量很多,即使能够完全描述每一条节理的分布形态,采用基于连续介质的有限元或类似方法进行数值分析是不F

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