[發明專利]一種冷表面結霜模擬圖像生成方法及裝置

在審

• 申請號: 202110873621.0
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113379925A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 陳靖宇;呂毅
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

本申請公開了一種冷表面結霜模擬圖像生成方法及裝置，將根據環境參數確定的冷空間劃分為若干生長格；計算基于預置生長格選擇條件選擇當前生長格的結霜概率，并生成一個隨機數；基于當前生長格的目標方向的最近鄰生長格的結霜狀態、結霜概率和隨機數確定當前生長格是否結霜，得到當前生長格的結霜狀態；判斷當前生長格是否為冷空間的最后一個生長格，若是，則根據生長格的結霜狀態生成當前結霜側視圖和當前結霜俯視圖，進入下一輪模擬結霜過程，直至達到模擬結霜結束時間，若否，則選擇下一個生長格，并返回計算當前生長格的結霜概率的步驟，改善了現有技術僅在二維空間的情況下進行結霜過程模擬，與實際的三維空間的結霜過程相差較大的技術問題。

技術領域

本申請涉及結霜圖像生成技術領域，尤其涉及一種冷表面結霜模擬圖像生成方法及裝置。

背景技術

模擬生成冷表面在不同情況下的結霜圖像，有助于研究冷表面結霜的不同情況，可用于制冷系統除霜控制技術。由于霜層的生長具有很大的隨機性，因此對冷表面結霜過程的計算機模擬進展比較緩慢，現有技術從理論上給出了生長概率隨其影響因素之間的變化率，結合一維隨機生長模型，通過概率統計的方法來模擬結霜過程。該方法僅在一維冷表面，二維空間的情況下進行結霜過程模擬，與實際的三維空間的結霜過程相差較大。

發明內容

本申請提供了一種冷表面結霜模擬圖像生成方法及裝置，用于改善現有技術僅在二維空間的情況下進行結霜過程模擬，與實際的三維空間的結霜過程相差較大的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種冷表面結霜模擬圖像生成方法，包括：

初始化環境參數，所述環境參數包括高度參數、冷表面的長度和冷表面的寬度；

基于所述環境參數確定冷空間后，將所述冷空間按照預置長度劃分為若干個生長格；

開始模擬結霜過程，基于預置生長格選擇條件選擇當前生長格；

計算當前生長格的結霜概率，并在預置范圍內生成一個隨機數；

基于當前生長格的目標方向的最近鄰生長格的結霜狀態、所述結霜概率和所述隨機數確定當前生長格是否結霜，得到當前生長格的結霜狀態；

判斷當前生長格是否為冷空間的最后一個生長格，若是，則根據各生長格的所述結霜狀態生成當前結霜側視圖和當前結霜俯視圖，并進入下一輪模擬結霜過程，直至達到所述預置時間條件中的模擬結霜結束時間，若否，則基于所述預置生長格選擇條件選擇下一個生長格，并返回所述計算當前生長格的結霜概率的步驟。

可選的，所述預置生長格選擇條件包括：

高度循環條件：從冷空間的底部到頂部選擇生長格；

長度循環條件：從單位1開始到冷空間的長度邊界選擇生長格；

寬度循環條件：在寬度上隨機選擇生長格。

可選的，所述環境參數還包括環境溫度、冷表面溫度、相對濕度和冷風吹向冷表面的角度。

可選的，所述結霜概率包括水分子在底表面和空間成核的概率，所述計算當前生長格的結霜概率，包括：

根據冰密度、空氣密度，以及當前生長格下層中空氣分子和冰晶體的數量計算霜層密度；

基于所述霜層密度和空氣導熱系數計算導熱因子；

根據所述導熱因子、所述環境溫度和所述冷表面溫度計算霜層溫度；

根據所述霜層溫度計算環境飽和蒸氣壓和霜面飽和蒸氣壓；

根據所述環境飽和蒸氣壓、所述霜面飽和蒸氣壓、所述相對濕度和所述冷風吹向冷表面的角度計算水分子在底表面和空間成核的概率。