[發明專利]一種二維規則多孔介質幾何模型的構建方法和構建裝置

在審

• 申請號: 201910291766.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110083893A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 竇智;張學羿;王錦國;周志芳;陳舟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種二維規則多孔介質幾何模型的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)確定多孔介質幾何模型的目標參數，所述目標參數包括：目標模型生成區域的長度l和高度h、平均顆粒半徑顆粒半徑分布標準差σ、相鄰顆粒間的最小間距d_min、目標孔隙度允許的孔隙度誤差范圍δ；

(2)根據目標參數，計算出目標模型顆粒數量的預估值n；

(3)在平均顆粒半徑和顆粒半徑分布標準差的限制下，隨機生成滿足截斷對數分布的顆粒半徑組成顆粒半徑數組，所述顆粒半徑數組的大小與顆粒數量的預估值相等，每個顆粒半徑對應相應的圓形顆粒；

(4)在目標模型的生成區域內，為每個顆粒確定目標圓心坐標：包括

(41)游歷顆粒半徑數組中的每一顆粒半徑；

(42)利用隨機數生成一坐標作為當前顆粒半徑對應顆粒的圓心坐標；

(43)判定所述對應顆粒與相鄰顆粒之間的距離：若所述對應顆粒與相鄰顆粒之間的距離不小于相鄰顆粒間的最小間距，則將所述圓心坐標確定當前顆粒的目標圓心坐標；否則，重復步驟(42)-(43)，直至確定當前顆粒的目標圓心坐標；

(5)每次確定目標圓心坐標后，對模型孔隙度進行判定，若孔隙度在目標孔隙度的誤差范圍之內，則輸出多孔介質模型作為目標模型；否則繼續步驟(4)-(5)。

2.根據權利要求1所述的構建方法，其特征在于：根據公式計算出目標模型顆粒數量的預估值n。

3.根據權利要求1所述的構建方法，其特征在于：將每個顆粒的顆粒半徑與平均顆粒半徑的誤差控制在顆粒半徑分布標準差σ的兩倍以內。

4.根據權利要求1所述的構建方法，其特征在于：在步驟(41)中按照顆粒半徑從大到小的順序游歷顆粒半徑數組中的每一顆粒。

5.根據權利要求1所述的構建方法，其特征在于：所述目標參數還包括首輪隨機生成坐標數量的預定值m，每次隨機生成坐標后，對已隨機生成的坐標數量進行判定：若超出預定值m，則在后續隨機生成坐標時，排除已確定的目標圓心坐標。

6.一種二維規則多孔介質幾何模型的構建裝置，其特征在于，包括：

目標參數確定模塊，用于確定多孔介質幾何模型的目標參數，所述目標參數包括：目標模型生成區域的長度l和高度h、平均顆粒半徑顆粒半徑分布標準差σ、相鄰顆粒間的最小間距d_min、目標孔隙度允許的孔隙度誤差范圍δ；

顆粒數量預估模塊，用于根據目標參數計算出目標模型顆粒數量的預估值n；

半徑數組生成模塊，用于在平均顆粒半徑和顆粒半徑分布標準差的限制下，隨機生成滿足截斷對數分布的顆粒半徑組成顆粒半徑數組，所述顆粒半徑數組的大小與顆粒數量的預估值相等，每個顆粒半徑對應相應的圓形顆粒；

目標圓心坐標確定模塊，用于在目標模型的生成區域內，為每個顆粒確定目標圓心坐標，該模塊包括：游歷單元，用于游歷顆粒半徑數組中的每一顆粒半徑；隨機目標生成單元，用于利用隨機數生成一坐標作為當前顆粒半徑對應顆粒的圓心坐標；相鄰顆粒距離判定單元，用于判定所述對應顆粒與相鄰顆粒之間的距離：若所述對應顆粒與相鄰顆粒之間的距離不小于相鄰顆粒間的最小間距，則將所述圓心坐標確定當前顆粒的目標圓心坐標；

孔隙度判定輸出模塊，用于在每次確定目標圓心坐標后，對模型孔隙度進行判定，若孔隙度在目標孔隙度的誤差范圍之內，則輸出多孔介質模型作為目標模型。

7.根據權利要求6所述的構建裝置，其特征在于：所述顆粒數量預估模塊根據公式計算出目標模型顆粒數量的預估值n。

8.根據權利要求6所述的構建裝置，其特征在于：所述半徑數組生成模塊將每個顆粒的顆粒半徑與平均顆粒半徑的誤差控制在顆粒半徑分布標準差σ的兩倍以內。

9.根據權利要求6所述的構建裝置，其特征在于：所述目標圓心坐標確定模塊在游歷顆粒半徑數組時，按照顆粒半徑從大到小的順序游歷顆粒半徑數組中的每一顆粒。

10.根據權利要求6所述的構建裝置，其特征在于：所述目標參數還包括首輪隨機生成坐標數量的預定值m，目標圓心坐標確定模塊還包括隨機坐標數量判定單元，用于在每次隨機生成坐標后，對已隨機生成的坐標數量進行判定：若超出預定值m，則在后續隨機生成坐標時，排除已確定的目標圓心坐標。