[發(fā)明專利]非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010065957.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111243098B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 王啟立;張鋒濤;高曉峰;鞏劍南
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06F30/23;G01N23/046;G01N15/08
• 代理公司: 北京融智邦達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11885
• 代理人: 吳強

一種非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S10：測定非均質多孔介質的孔隙結構參數(shù)；步驟S20：對非均質多孔介質進行掃描后；步驟S30：將掃描后的圖片導入三維可視化軟件；步驟S40：閾值分割；步驟S50：三維可視化軟件分析孔隙結構參數(shù)，與步驟S10中的孔隙結構參數(shù)相比較，誤差在±5％之間，進入步驟S60，誤差在±5％之外，返回步驟S40；步驟S60：根據(jù)步驟S50的參數(shù)建立有限元模型。本發(fā)明通過三維可視化的孔隙結構參數(shù)與實際的孔隙結構參數(shù)進行對比，將誤差控制在±5％之間，保證了實際孔隙結構參數(shù)與軟件構造的孔隙結構參數(shù)之間產(chǎn)生的偏差較小，使得有限元模型更加的準確合理。

技術領域

本發(fā)明涉及地質測量領域，具體而言，涉及一種非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法。

背景技術

目前多孔介質結構測量的方法有很多，大致分為兩類：實驗測量和軟件構造。

實驗測量的方法可借助：壓汞儀和一些吸附儀器測量。壓汞法可測量微米級孔隙，所測孔隙較大。一些吸附儀器，如物理吸附儀，自動化學吸附儀，全自動比表面積/孔徑分析和蒸汽吸附儀等等，可測量納米級孔，孔隙較小。

借助軟件構造測量孔隙結構參數(shù)的一些三維可視化軟件，這些三維可視化軟件在三維孔隙結構構造時均要經(jīng)過圖片導入、閾值分割、孔隙結構參數(shù)分析等過程。

這個過程中，閾值分割具有很大程度的人為主觀性(借助操作人員的經(jīng)驗設置)，因此閾值分割成為影響非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型構造的重要步驟，閾值選取的科學性、準確性與否，直接造成非均質多孔介質的實際孔隙結構參數(shù)與軟件構造的孔隙結構參數(shù)之間的差異，導致后續(xù)三維孔隙結構模型的構造出現(xiàn)較大偏差，進而導致有限元模型構造不準確、不合理，最終致使有限元模擬結果出現(xiàn)較大的誤差。

這些孔隙結構測定實驗儀器以及三維可視化軟件在測量孔隙結構參數(shù)時均存在一定的精度和誤差，也會導致測量不準確，不符合實際情況。此外，有限元模擬多孔介質的滲流大多需要在三維建模軟件中建模，劃分網(wǎng)格設置參數(shù)后，導入模擬軟件后采用某種特定模型，這些模型只適用于某種特殊情況，需設置特定條件才能進行，而不具備普適性，并且采用模型模擬滲流不能較為準確的表現(xiàn)非均質多孔介質的真實滲流情況，滲流結果具有隨機性與不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法，其能夠通過三維可視化的孔隙結構參數(shù)與實際的孔隙結構參數(shù)進行對比，將誤差控制在±5％之間，保證了實際孔隙結構參數(shù)與軟件構造的孔隙結構參數(shù)之間產(chǎn)生的偏差較小，使得有限元模型更加的準確合理。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S10：測定非均質多孔介質的孔隙結構參數(shù)；

步驟S20：對所述非均質多孔介質進行掃描；

步驟S30：將掃描后的圖片導入三維可視化軟件；

步驟S40：閾值分割；

步驟S50：三維可視化軟件分析孔隙結構參數(shù)，與步驟S10中的孔隙結構參數(shù)相比較，誤差在±5％之間，進入步驟S60，誤差在±5％之外，返回步驟S40；

步驟S60：根據(jù)步驟S50的參數(shù)建立有限元模型。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述非均質多孔介質三維孔隙結構有限元模型的構造方法中，還包括：

步驟S70：使用步驟S10中的所述非均質多孔介質進行滲流實驗，記錄實驗參數(shù)；

步驟S80：根據(jù)步驟S10中測定的孔隙結構參數(shù)，在步驟S70的模型上設置有限元參數(shù)；