بسته‌بندي ذرات تصادفي به منظور استفاده از آنها به عنوان ورودي اوليه تحليل‌هاي عددي مواد ناپيوستار

امروزه روش‌هاي تحليل عددي نقش عمده‌اي را در پيشرفت علم بازي كرده و توانايي خود را در حل مسائل فيزيكي با دقت بالا به اثبات رسانيده‌اند. روش‌هاي تحليل عددي بسيار متنوع هستند ولي بيشتر اين روش‌ها‌، مانند روش اجزاء محدود، براي مدلسازي محيط‌ها‌ي پيوستار استفاده مي‌شوند. يكي از روش‌هاي تحليل عددي كه براي مدلسازي محيط‌ها و مواد ناپيوستار استفاده مي‌شود، روش المان مجزا است. معمولاً در اين روش، مواد ناپيوستار به صورت مجموعه‌اي از بلوك‌ها‌ي(ذرات) مجزا در نظر گرفته مي‌شوند كه اين بلوك‌هاي مجزا مي‌توانند به صورت صلب يا تغيير شكل‌پذير رفتاركرده و هم‌چنين امكان جابه‌جايي‌ها و چرخش‌هاي بزرگ ‌را داشته باشند. مواد ناپيوستار، مانند سنگ‌ها و مواد گرانول، داراي ذراتي با شكل تصادفي و نامنظم هستند. لذا ايجاد يك الگوريتم به منظور شبيه‌سازي ذرات تصادفي، بسته‌بندي آنها و در نهايت استفاده از اين مجموعه ذرات بسته‌بندي شده به عنوان ورودي اوليه نرم‌افزارهايي كه از روش المان مجزا استفاده مي‌كنند؛ مي‌تواند كمك شاياني در تحليل محيط‌ها و مواد ناپيوستار، مخصوصاً در مكانيك پودر، صنايع معدني، مكانيك سنگ، جريان مواد گرانول و غيره ‌انجام دهد. در اين مقاله ابتدا يك الگوريتم جديد براي تشخيص برخورد و بسته‌بندي احجام تصادفي از طريق تعريف نقاط كنترل، ارائه مي‌گردد. از ويژگي‌هاي اين الگوريتم بسته‎‌بندي آن است كه قابليت بسته‌بندي ذرات با هر شكلي را دارد. سپس با استفاده از الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات، حالت بهينه اين الگوريتم بسته‌بندي، براي N ذره به دست آورده مي‌شود. در نهايت به منظور اعتبار بخشي به اين الگوريتم بهينه‌سازي شده، نتايج حاصل از آن با نتايج حاصل از الگوريتم‌هاي بسته‌بندي موجود مقايسه مي‌شود. نتايج حاصل از اين الگوريتم، افزايش كيفيت و تراكم بسته‌بندي اوليه ذرات را نسبت به روش بسته‌بندي ديجيتال نشان مي‌دهد كه اين امر نمايانگر كارايي و قابليت بالاي اين روش بسته‌بندي جديد است.