一种基于孔裂隙结构数字图像的数值计算模型构建方法技术

本发明专利技术涉及数字岩心数值计算技术领域，具体涉及一种基于孔裂隙结构数字图像的数值计算模型构建方法。该方法主要包括源图像预处理、孔裂隙结构提取优化、孔裂隙结构外围像素位置标记、孔裂隙结构外围边界单元生成、孔裂隙结构数值计算网格模型合成。和传统方法相比，该方法能够在保证模型精度不变的前提下，大幅度降低需要处理的像素点数量和生成结果文件的体积，从而显著提高了数值计算网格模型的转化构建效率。提升孔裂隙结构微观尺度网格模型建立速度的同时也最大程度保留了孔裂隙微观结构，满足后续微尺度精细化分析的要求。本发明专利技术在源图像阈值分割后通过剔除孤立基质区域，方便后续网格模型的转化，且得到的二值化图像更加贴合实际情况。化图像更加贴合实际情况。化图像更加贴合实际情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于孔裂隙结构数字图像的数值计算模型构建方法


[0001]本专利技术涉及数字岩心数值计算
，具体涉及一种基于孔裂隙结构数字图像的数值计算模型构建方法。

技术介绍

[0002]目前，岩土工程领域中的数值仿真分析大多是基于宏观尺度试样的结构模型，即通过建立具有规则形状的试样宏观几何模型来进行，而基于微观尺度模型的数值模拟仿真较少。事实上，试样宏观尺度下的物理化学特性均是由其微观尺度的孔裂隙结构特征所决定的。
[0003]随着数字岩心技术的发展，现在已经能够准确获得孔裂隙结构的数字图像。然而，由于真实孔裂隙结构空间分布的极度复杂性，暂未存在能够直接有效且快速地将其转化为数值计算网格模型的有效技术手段。在此种情况下，为能达到数值仿真分析的目的，现有方法均对结构进行了一系列的简化处理，主要为对原始孔裂隙结构进行或尺寸裁剪，或尖锐突出边界平滑修整，或规则形状几何体替换等预处理操作，进而来满足数值计算对网格模型的质量要求。
[0004]但是，上述粗暴的简化操作势必会造成孔裂隙结构准确度及网格模型精度的劣化，从而增大了数值计算结果的偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于孔裂隙结构数字图像的数值计算模型构建方法，其特征在于，所述模型构建方法如下：S1、孔裂隙结构源图像获取及预处理，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、计算机断层扫描或聚焦离子束/电子束双束扫描技术获取各类多孔介质材料内部孔裂隙结构的二维或三维图像作为源图像，并对其进行噪声滤除、亮度调整及对比度增强等预处理操作，进而以改善源图像的自身质量；S2、孔裂隙结构提取和优化，利用已有的成熟阈值确定算法，完成对上一步预处理后源图像内部孔裂隙结构的二值化提取分割，得到只包含孔裂隙结构与基质的二值图像，同时，为了消除分割时的误差，以确保提取得到的孔裂隙结构与真实客观情况相符，还需要进行相应的孔裂隙结构优化处理；S3、孔裂隙结构外围像素位置标记，以上一步优化后的孔裂隙结构图像为基础，对其内部所有像素进行逐一遍历，进而将所有的孔裂隙像素找出，并同时判断其邻域像素的类别，若其邻域全部为孔裂隙结构，则标记为0，表明该像素点不属于外围像素，为内部像素；否则标记为1，表明该像素为外围像素，以二维图像为例，具体标记如图2所示(其中，
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1代表基质，0代表内部孔裂隙，1代表外围孔裂隙)；S4、孔裂隙结构外围像素边界标记，以上一步孔裂隙结构外围像素位置标记后的数据体为基础，遍历每一外围像素，并再次分析其邻域像素类别，标记出最外侧边界，也即其与邻域基质的相交界面(二维图像的边界为线，三维图像的边界为面)，具体如图3左图所示(图中黑色加粗实线即为外围边界)，同时，以文件形式记录存储组成边界的节点坐标，并对其进行编号，具体如图3右图所示；S5、孔裂隙结构外围边界单元生成，以上一步孔裂隙结构外围像素边界标记后的数据体及其边界节点坐标为基础，生成相应的边界单元，并对其进行编号以文件方式存储(具体如图4所示)；S6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋帅兵，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：