三维凸型骨料随机投放算法提升混凝土模拟精度

本文档探讨了"三维凸型混凝土骨料随机投放算法"（2003年），发表于《清华大学学报（自然科学版）》。研究背景是为了解决三维混凝土细观强度分析中的数值模拟问题，通过构建一种精确的随机投放算法来模拟骨料在混凝土中的分布。作者刘光廷和高政国针对清华大学水利水电工程系的研究工作，提出了基于凸多面体形状的骨料投放策略。 论文首先定义了两种骨料形状：一般多面体和凸型多面体，分别建立了它们的侵入判别准则，即根据骨料的体积尺度判断其在三维空间中的合适位置。研究的重点在于凸多面体，作者详细阐述了凸型骨料的生长模式，这是一种在初始状态下设定为任意空间八面体，并且始终保持其“凸”性的投放过程。在整个投放过程中，骨料的形状变化被控制，确保其不发生内部凹陷，从而更真实地模拟实际混凝土中骨料的排列。 相比于传统的球形骨料假设，凸多面体模型能够提供更广泛的混凝土材料结构模拟，因为它考虑了骨料的实际形状和可能的堆叠方式，这对于理解混凝土的非均匀性有着重要意义。通过一系列的投放实例，作者证明了新算法的有效性和实用性，它不仅适用于强度计算，也适用于混凝土微观结构的研究。 此外，论文还提到了研究工作的资金支持，包括国家教育振兴计划和中国博士后科研基金。作者刘光廷的个人信息和联系方式也被提供，以便于学术交流。关键词部分，"建筑材料力学"、"混凝土"、"三维模型"、"随机骨料"和"凸多面体"揭示了这篇论文的核心研究内容和领域分类。 这篇论文通过创新的三维凸型骨料投放算法，改进了混凝土细观强度模拟的精度，为深入理解混凝土材料的性能提供了重要的数值工具。这项研究成果对于提高混凝土设计的准确性以及后续的材料科学和工程应用具有深远的影响。