三维裂隙网络渗流模拟：相交判断的定向包围盒优化

"三维裂隙渗流模拟中裂隙对相交判断过程的优化" 本文主要探讨了在三维裂隙渗流模拟中如何优化裂隙相交判断的过程，以提高数值模拟的效率。离散裂隙网络模型是研究矿井突水事故的重要工具，其关键在于准确地构建裂隙网络的几何结构。然而，判断大量裂隙间的拓扑关系是一项计算密集的任务，直接影响模拟的速度。 为了解决这一问题，作者引入了定向包围盒（oriented bounding box，OBB）技术，这是一种对传统相交分析“两步法”的算法优化。传统的两步法通常包括首先检查两个物体的边界框是否相交，如果相交则进一步进行精细的相交测试。而定向包围盒技术通过改进这种方法，提高了判断相交的效率。 文中提出了运算成本估算公式，这有助于预测不同包围盒类型的运算时间，并且提出了基于假想裂隙面的参数选取方法，以更有效地应用定向包围盒。通过对多组相交实验的分析，结果显示在大规模裂隙模拟中，采用定向包围盒的整体运算时间相比于范围盒（axis-aligned bounding box，AABB）和轴向包围盒可以分别节省40%和20%的时间，显著提升了计算效率。 该研究对于三维裂隙网络模拟的优化具有重要意义，特别是在处理大规模、复杂裂隙结构的问题时，能够有效减少计算资源的消耗，提高模拟速度。这为矿井安全预测和水资源管理提供了更为高效的技术手段。 关键词涉及到的领域包括：三维裂隙渗流、裂隙相交分析、离散裂隙网络以及定向包围盒技术。这些知识点对于地质工程、水资源管理和计算机图形学等领域都有一定的理论和实践价值。 文章属于行业研究，可能被应用于矿产开采、地下水控制、地质灾害评估等多个领域，对于提高这些领域的预测精度和决策效率具有积极影响。同时，该研究也反映了数学算法在解决实际工程问题中的重要作用，特别是在处理复杂系统中的计算优化问题。