气体水合物5制造技术

本发明专利技术提供了一种气体水合物5

Gas hydrate 5

【技术实现步骤摘要】
气体水合物512笼识别方法及系统
本专利技术涉及图像识别技术，尤指一种气体水合物512笼识别方法及系统。
技术介绍
随着石油天然气资源向深海的开发，在深海管道中气体水合物的生成是流动保障技术中的关键问题，严重时会导致管道的堵塞。同时由于在深海以及冻土区内有着丰富的气体水合物资源，其所蕴含的能量巨大，若能善用则其利无穷。但是，水合物的形成和储存条件要求较高，稍有不慎则会分解，若海底可燃冰分解为甲烷和水，那么逸散的甲烷会对环境造成更大的威胁。因此有必要对气体水合物的基础性质展开深入研究。由于物质的微观性质决定了其宏观的物理化学表现，故对气体水合物的微观性质进行研究是极其必要的。气体水合物是一种笼型结构，若要深入研究其微观性质，首先需要对其笼型结构进行辨识，研究其微观结构特性。由于气体分子热力学性质及大小的差异，水合物多面体孔穴的点阵排列具有一定的多样性、复杂性。常见的多面体孔穴有球形十二面体(512笼)是目前所有被确认的水合物结构类型I型、II型和H型水合物结构晶胞体的基本单元。通过借助分子动力学模拟手段，获得的水合物结构数据分析水合物的生成特性，是被广泛应用的方法。但是，关于水合物基本笼型结构的识别技术，可供直接应用且公开报道的方法较少，因此，故亟需开展对512笼的识别研究。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种准确有效的气体水合物512笼识别方法及系统，用以快速且有效的定位气体水合物中512笼。为达上述目的，本专利技术所提供的气体水合物512笼识别方法，具体包含：获取待分析的气体水合物的水分子中参与成环的氧原子数据；根据所述氧原子数据中氧原子之间的连接关系获得所述气体水合物中的五元环；根据所述五元环之间的连接关系获得512半笼；以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索同属于一个512全笼所对应的512半笼，并通过剔除六个512半笼中重复的五元环，获得与所述512半笼相对应的另一个512半笼；根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼。在上述气体水合物512笼识别方法中，优选的，获取待分析的气体水合物的水分子中参与成环的氧原子数据包含：获取待分析的气体水合物的水分子中的所有氧原子的点度；删除所述氧原子中所述点度小于等于一的氧原子，获得参与成环的氧原子信息；将所述氧原子信息中点度为三或四的氧原子以三个氧原子为一组的方式按序排列编号，生成氧原子数据；其中，所述三个氧原子以一个氧原子为中心，另外两个氧原子分别与中心的氧原子相连。在上述气体水合物512笼识别方法中，优选的，根据所述氧原子数据中氧原子之间的连接关系获得所述气体水合物中的五元环包含：获取所述氧原子数据中连接在同一中心氧原子的两个氧原子上，除中心氧原子之外的氧原子的编号；当所述氧原子的编号与其对应的中心氧原子的编号，和与中心氧原子相连两个氧原子的编号均不同，且所述氧原子中有两个氧原子满足氧原子间的距离小于3.5埃，则根据所述中心氧原子与连接在所述中心氧原子上的两个氧原子和与所述两个氧原子分别相连的非中心氧原子获得所述五元环。在上述气体水合物512笼识别方法中，优选的，根据所述五元环之间的连接关系获得512半笼包含：以任一五元环为中心，获取与所述五元环共用一边的五元环；当与所述五元环共用一边的五元环存在五个，且这五个五元环两两之间共用一边，则获得512半笼。在上述气体水合物512笼识别方法中，优选的，以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索与之匹配的五个512半笼，通过剔除这五个512半笼与所述中心五元环的512半笼中重复的五元环，再剔除中心512半笼的六个五元环，得到与所述中心五元环组成的512半笼相对应的512半笼中除中心五元环外的五个五元环，获得与所述512半笼相对应的另一个512半笼。以及根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼。本专利技术还提供一种气体水合物512笼识别系统，所述系统包含氧原子筛选单元、五元环构建单元、半笼识别单元和全笼获取单元；所述氧原子筛选单元用于获取待分析的气体水合物的水分子中参与成环的氧原子数据；所述五元环构建单元用于根据所述氧原子数据中氧原子之间的连接关系获得所述气体水合物中的五元环；所述半笼识别单元用于根据所述五元环之间的连接关系获得512半笼；所述全笼获取单元用于以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索同属于一个512全笼所对应的512半笼，并通过剔除六个512半笼中重复的五元环，获得与所述512半笼相对应的另一个512半笼；以及根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼。在上述气体水合物512笼识别系统中，优选的，所述氧原子筛选单元包含：获取待分析的气体水合物的水分子中的所有氧原子的点度；删除所述氧原子中所述点度小于等于一的氧原子，获得参与成环的氧原子信息；将所述氧原子信息中点度为三或四的氧原子以三个氧原子为一组的方式按序排列编号，生成氧原子数据；其中，所述三个氧原子以一个氧原子为中心，另外两个氧原子分别与中心的氧原子相连。在上述气体水合物512笼识别系统中，优选的，所述五元环构建单元包含：获取所述氧原子数据中连接在同一中心氧原子的两个氧原子上，除中心氧原子之外的氧原子的编号；当所述氧原子的编号与其对应的中心氧原子的编号，和与中心氧原子相连两个氧原子的编号均不同，且所述氧原子中有两个氧原子满足氧原子间的距离小于3.5埃，则根据所述中心氧原子与连接在所述中心氧原子上的两个氧原子和与所述两个氧原子分别相连的非中心氧原子获得所述五元环。在上述气体水合物512笼识别系统中，优选的，所述半笼识别单元包含：以任一五元环为中心，获取与所述五元环共用一边的五元环；当与所述五元环共用一边的五元环存在五个，且这五个五元环两两之间共用一边，则获得512半笼。在上述气体水合物512笼识别系统中，优选的，所述全笼获取单元还包含：以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索与之匹配的五个512半笼，通过剔除这五个512半笼与所述中心五元环的512半笼中重复的五元环，再剔除中心512半笼的六个五元环，得到与所述中心五元环组成的512半笼相对应的512半笼中除中心五元环外的五个五元环，获得与所述512半笼相对应的另一个512半笼。以及根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼。本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。本专利技术将水分子之间形成的氢键网络映射为一个无向图，其中氧原子作为顶点，氢键作为边；采用以氧原子为基础，层层定位筛选识别气体水合物中512笼的方法，不仅识别效率高，且更为精准。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体水合物5

【技术特征摘要】
1.一种气体水合物512笼识别方法，其特征在于，所述方法包含：
获取待分析的气体水合物的水分子中参与成环的氧原子数据；
根据所述氧原子数据中氧原子之间的连接关系获得所述气体水合物中的五元环；
根据所述五元环之间的连接关系获得512半笼；
以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索同属于一个512全笼所对应的512半笼，并通过剔除六个512半笼中重复的五元环，获得与所述512半笼相对应的另一个512半笼；
根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼。


2.根据权利要求1所述的气体水合物512笼识别方法，其特征在于，获取待分析的气体水合物的水分子中参与成环的氧原子数据包含：
获取待分析的气体水合物的水分子中的所有氧原子的点度；
删除所述氧原子中所述点度小于等于一的氧原子，获得参与成环的氧原子信息；
将所述氧原子信息中点度为三或四的氧原子以三个氧原子为一组的方式按序排列编号，生成氧原子数据；
其中，所述三个氧原子以一个氧原子为中心，另外两个氧原子分别与中心的氧原子相连。


3.根据权利要求2所述的气体水合物512笼识别方法，其特征在于，根据所述氧原子数据中氧原子之间的连接关系获得所述气体水合物中的五元环包含：
获取所述氧原子数据中连接在同一中心氧原子的两个氧原子上，除中心氧原子之外的氧原子的编号；
当所述氧原子的编号与其对应的中心氧原子的编号，和与中心氧原子相连两个氧原子的编号均不同，且所述氧原子中有两个氧原子满足氧原子间的距离小于3.5埃，则根据所述中心氧原子与连接在所述中心氧原子上的两个氧原子和与所述两个氧原子分别相连的非中心氧原子获得所述五元环。


4.根据权利要求1所述的气体水合物512笼识别方法，其特征在于，根据所述五元环之间的连接关系获得512半笼包含：以任一五元环为中心，获取与所述五元环共用一边的五元环；当与所述五元环共用一边的五元环存在五个，且这五个五元环两两之间共用一边，则获得512半笼。


5.根据权利要求1所述的气体水合物512笼识别方法，其特征在于，根据所述512半笼及其对应的另一个512半笼获得气体水合物中的512笼包含：
以所述512半笼的中心五元环以外的五个五元环为中心搜索与之匹配的五个512半笼，通过剔除这五个512半笼与所述中心五元环的512半笼中重复的五元环，再剔除中心512半笼的六个五元环，得到与所述中心五元环组成的512半笼相对应的512半笼中除中心五元环外的五个五元环，获得与所述512半笼相对应的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：史博会，李莎，廖清云，宫敬，李晓平，吴海浩，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11