混凝土多边形随机骨料蒙特卡洛随机分布的MATLAB数值模拟

资 源 简 介

混凝土多边形随机骨料蒙特卡洛随机分布的MATLAB数值模拟

详 情 说 明

混凝土材料中骨料分布的数值模拟是研究复合材料力学性能的重要基础。本文介绍一种基于蒙特卡洛方法的任意多边形骨料分布MATLAB实现方案。

多边形骨料生成的核心思想是以三角形为基本单元。每个三角形基骨料通过三个关键参数确定：粒径尺度、几何形状和空间方位。在MATLAB实现中，首先需要建立三角形基骨料的数学模型，包括顶点坐标计算和几何变换矩阵。

蒙特卡洛随机分布过程包含三个主要步骤：首先生成随机位置种子点，接着进行碰撞检测判断骨料是否重叠，最后通过几何变换生成多样化的多边形形状。其中碰撞检测算法需要特别设计，既要保证计算效率又要确保精度。

多边形骨料的几何变换包括旋转、缩放和顶点位移等操作。通过这些变换可以生成不同形状的多边形骨料，同时保持基本的三角形结构特征。这种方法的优势在于既能控制骨料的基本几何特征，又能产生丰富的形状变化。

在实际应用中，该模拟方法可以用于研究骨料分布对混凝土力学性能的影响，为复合材料设计提供理论依据。通过调整参数可以模拟不同级配、不同形状的骨料分布情况。