[發(fā)明專利]一種球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法、系統(tǒng)和介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210151329.2
• 申請(qǐng)日: 2022-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN114444362A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藍(lán)興英;魏斌;石孝剛;高金森;郭潤(rùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

1.一種球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，包括：

對(duì)單顆球形顆粒構(gòu)建雙層O-block結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，基于VOF模型對(duì)所述球形顆粒表面進(jìn)行模擬；

在所述球形顆粒表面沿半徑方向設(shè)置監(jiān)測(cè)線，并計(jì)算出所述監(jiān)測(cè)線的液相分率信息；

根據(jù)監(jiān)測(cè)線的空間位置，判斷每條監(jiān)測(cè)線中在球形顆粒表面的網(wǎng)格及每條監(jiān)測(cè)線所屬的半球；

根據(jù)球形顆粒表面網(wǎng)格上監(jiān)測(cè)線的液相分率信息計(jì)算球形顆粒表面的液相潤(rùn)濕率、液膜平均厚度、各條監(jiān)測(cè)線對(duì)應(yīng)的液相體積和球形顆粒表面的持液量，并分上下半球繪制豎直方向的映射云圖。

2.如權(quán)利要求1所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述每條監(jiān)測(cè)線中在球形顆粒表面的網(wǎng)格的判斷方法為：計(jì)算每條監(jiān)測(cè)線內(nèi)所有網(wǎng)格到球形顆粒球心的距離，每條監(jiān)測(cè)線內(nèi)到所述球心距離最短的網(wǎng)格為監(jiān)測(cè)線中在球形顆粒表面的網(wǎng)格。

3.如權(quán)利要求2所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，球形顆粒表面的液相潤(rùn)濕率通過將監(jiān)測(cè)線位于球形顆粒表面的網(wǎng)格中液相分率大于0的網(wǎng)格數(shù)與所有監(jiān)測(cè)線位于球形顆粒表面的網(wǎng)格總數(shù)相除獲得。

4.如權(quán)利要求2所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述液膜平均厚度的計(jì)算方法為：

統(tǒng)計(jì)在監(jiān)測(cè)線上液相分率大于0的所述球形顆粒表面的網(wǎng)格；

以所述監(jiān)測(cè)線內(nèi)每個(gè)液相分率大于0的網(wǎng)格的液相分率信息乘以所述網(wǎng)格在監(jiān)測(cè)線方向上的長(zhǎng)度，得到該網(wǎng)格內(nèi)液膜厚度；

遍歷所述監(jiān)測(cè)線內(nèi)每個(gè)液相分率大于0的網(wǎng)格，得到所述監(jiān)測(cè)線位置的液膜厚度；

獲得所有監(jiān)測(cè)線位置的液膜厚度，將其相加并取平均值獲得液膜平均厚度。

5.如權(quán)利要求4所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述各條監(jiān)測(cè)線對(duì)應(yīng)的液相體積通過所述液膜厚度乘以每條所述監(jiān)測(cè)線代表的表面積獲得；所述球形顆粒表面的持液量通過對(duì)所有的監(jiān)測(cè)線對(duì)應(yīng)的液相體積求和獲得；所述映射云圖通過所述監(jiān)測(cè)線的液相分率和液膜平均厚度進(jìn)行繪制。

6.如權(quán)利要求2所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述每條監(jiān)測(cè)線所屬的半球的判斷方法為：判斷監(jiān)測(cè)線中在球形顆粒表面的網(wǎng)格，并確定其位置坐標(biāo)，將其位置坐標(biāo)中的z軸坐標(biāo)與所述球心的z軸坐標(biāo)相減，若結(jié)果為正值則所述監(jiān)測(cè)線位于上半球，若結(jié)果為負(fù)值則所述監(jiān)測(cè)線位于下半球。

7.如權(quán)利要求1所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述雙層O-block結(jié)構(gòu)網(wǎng)格包括外層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和內(nèi)層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，所述外層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與計(jì)算域邊緣及液膜厚度上限關(guān)聯(lián)；所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與液膜厚度上限及球形顆粒表面積關(guān)聯(lián)，所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的網(wǎng)格密度大于所述外層結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的網(wǎng)格密度。

8.如權(quán)利要求1所述的球形顆粒表面液相信息識(shí)別方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)線的兩端點(diǎn)位置以斐波那契數(shù)列方式排布，所述監(jiān)測(cè)線的兩端點(diǎn)位置計(jì)算公式如下：

其中，z_n、x_n和y_n分別表示第n個(gè)點(diǎn)的z坐標(biāo)、x坐標(biāo)和y坐標(biāo)，z_o、x_o和y_o分別表示球心的z坐標(biāo)、x坐標(biāo)和y坐標(biāo)，n表示第n條監(jiān)測(cè)線，N表示總的監(jiān)測(cè)線數(shù)，r表示球半徑，φ為固定系數(shù)。