[发明专利]一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法

权利要求书

1.一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据设计规范确定排水沥青路面级配曲线，制作块状试件；

2)将块状试件放入CT扫描仪进行分层扫描，将所得CT扫描图片集导入Simpleware软件中，获取图片灰度信息；根据灰度数据阈值分割确定集料位置，再确定网格精度，构筑二维网格，再将二维网格逐层构筑为三维网格，导出路面网格数据stl文件；

3)将路面网格数据stl文件，导入Flow-3D软件中；

4)在Rhinoceros软件中绘制带花纹轮胎，将轮胎转为stl格式，并导入Flow-3D软件中；

5)利用Flow-3D软件中的full coupled FSI模块，对轮胎施加重力作用、轴载作用、初始速度以及coupled-motion位移边界条件，并布设路表初始水膜和轮胎胎面与路表耦合面之间的摩擦系数；

6)开始动态模拟分析，获得各时间点上路面结构空隙内部的动水压力分布。

2.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：轮胎尺寸为225/50R17，轴载作用为4000N，轮胎外径0.32m，轮胎初始平动速度为20m/s，转动速度为62.5rad/s。

3.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤2)中，将CT扫描所得图片逐层进行二维网格化，转化为三角形网格单元，之后将二维网格逐层连接，构成三维网格。

4.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤2)中，Simpleware软件中判定集料的灰度为90，即灰度90以下为集料，灰度90以上为空气，不同天气和光照条件下CT扫描结果重构参数可作调整。

5.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤2)中，Simpleware软件中排水沥青路面结构三维重构网格为三角网格，编码格式为Binary码，且网格精度为不低于0.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤3)中和步骤5)中，Flow-3D软件中路面结构尺寸为不小于50cm×50cm×10cm，模拟时间为不短于0.2s。

7.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤3)中和步骤5)中，Flow-3D软件中模型下部边界条件为不透水，其余均设为排水边界条件。

8.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤4)中，根据轮胎基本参数和几何参数，采用Rhinoceros软件中曲面投影模块功能，将轮胎花纹投影在光胎表面，并将轮胎网格化为stl文件，利用Rhinoceros软件中的Flow-along-surface功能，将轮胎曲面展开，再导入轮胎花纹，最后将花纹逆向投影至曲面上，利用布维尔运算刻画出网格。

9.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面动水压力的数值模拟方法，其特征在于：步骤5)中，路表初始水膜厚度为5mm，且空隙中水已完全饱和。