PFC2D中不规则多面体模型的生成

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了一种采用圆的内置多边形法，利用已经生成均匀颗粒，构建多边形的方法，用于解决PFC模拟土石混合体时生成不规则多边形体的问题。首先生成一系列不重叠的圆，然后采用圆极坐标的计算方法，在圆上随机取几个点，通过极坐标的计算方法计算出圆上随机的点，并将这些点连接成一个随机的多边形，通过循环，针对每个圆生成一个随机的多边形，并将其构建成一个geometry，接下来，采用分组的方法就可以将模型中的随机多边形圈出来。

      在PFC模拟土石混合体时，为了更好的贴近我们需要模拟的材料，通常我们会将土体采用圆形颗粒模拟，将其中混合的石子采用不规则体生成。我们都知道，在PFC软件中，生成圆形颗粒时非常简单的，只需要在在某一封闭的空间中，指定模型的孔隙率或者是颗粒的个数就可以生成，但是生成不规则的多边形体比较复杂。在PFC5.0中，可以采用外部导入不规则多边形几何体，然后采用内置的命令生填充颗粒，生成不规则的clump，但是这种clump生成时，颗粒的半径相差较大，采用均匀的颗粒填充，又会导致clump中pebble的数量增多，降低了模型的运行效率。导致大家比较头疼。在这里介绍一种采用圆的内置多边形法，利用已经生成均匀颗粒，构建多边形的方法。

     首先需要解决的一个问题就是，我们在生成多边形clump的时候，我们不希望clump之间发生相互重叠，因此一旦clump之见发生重叠会导致很大的接触力产生，导致建模失败，采用PFC5.0中接触力清零的算法，会消除clump之间的接触力，但是会导致clump之间运动的阻力增大，这也是不可取。采用圆的内接多边形的算法，第一步就是生成一系列不重叠的圆，这个方法恰好可以通过ball generate命令生成。

      我们可以在我们要生成的模型范围内生成一系列没有重叠的颗粒或者是生成即使重叠的颗粒，可以通过赋予一定的刚度和密度，使颗粒相互散开，形成没有重叠的状态，然后提取颗粒的中心坐标以及对应的半径并将其存储在相应的数组中作为备用，这样就做好了第一步，或者圆的信息。第二步我们就采用圆的信息来生成圆的内接多边形。

    读取到圆的信息后，我们采用圆极坐标的计算方法，在圆上随机取几个点，比如说随机四边形，我们可以随机取5个角度，这四个角度的和可能不是360度，但是后期我们可以进行修正。通过极坐标的计算方法，我们就可以计算出圆上随机的5个点，然后采用geometry将这5个点连接成一个随机的四边形，通过循环，我们针对每个圆生成一个随机的多边形，并且将其构建成一个geometry，接下来，我们采用分组的方法就可以将模型中的随机多边形圈出来。