摘要:“基于键”的近场动力学理论采用两个粒子之间的作用力函数f来描述材料点之间的相互作用,仅考虑两粒子之间键长长度的变化,而与粒子间的角度无关。这种简化方法有两个明显的缺点:导致1/4泊松比效应;对于每一种材料都要重新构建新的作用力函数f。本文中采用基于Voronoi图的方法来修正近场动力学理论,克服泊松比效应,并将连续介质力学中的概念完整地继承下来。

本文采用六边形Voronoi图来表达近场动力学粒子。因此,只需考虑六个第一近邻,相对于邻域内所有粒子的搜索,提高了计算效率。同时两个粒子的中点恰好落在Voronoi图边上,保证了插值算法的有效性。基于“穿过Voronoi图一边的所有键力的和等于Voronoi图这条边上的应力和”的观点,提出了代表键力的概念。采用矩量法确定Voronoi图各边的应变,引入连续介质力学下的本构模型来获得应力,最后根据以上观点,得到粒子的代表键力。