一种基于粒径分布的颗粒随机生成方法技术

本发明专利技术提出一种基于粒径分布的颗粒随机生成的方法，能够符合地质结构的粒径分布特性。该方法采用颗粒随机生成方式，避免了常用的球体结构，与真实土体结构非常相似。结合实际的粒径分布，采用分批生成处理不同粒径，随机选择孔隙位置生成颗粒种子，基于种子生成颗粒。本发明专利技术通过提出基于粒径分布的颗粒随机生成方法，能够通过模拟仿真的方式还原土壤的多孔介质结构，为地下水渗透及化石能源开采研究提供多孔介质模型。为模拟计算多相多组分流动运移的孔隙结构建模提供技术，有助于推动微观孔隙流动规律研究的发展。孔隙流动规律研究的发展。孔隙流动规律研究的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粒径分布的颗粒随机生成方法


[0001]本专利技术涉及一种构建三维多孔介质方法，尤其涉及一种基于粒径分布的颗粒随机生成方法。

技术介绍

[0002]多孔介质形态的地质结构在地下水渗流、石油开采、天然气开采，水合物开采等研究中普遍存在，而宏观尺度的传输特性取决于其微观结构的特征。因此获取更加真实的原位土壤结构有利于提高研究结果的准确性。
[0003]目前能够采用的方法包括实地开采、实验制备、数值模拟。其中实地开采成本高，难获得，耗时长；实验制备耗时长，无法进行过程性分析；而且这两种方式如果采用CT扫描重构三维结构，存在界面追踪难，存在滞后性等问题。因此很多学者开始采用数值模拟方式构建多孔介质结构。目前学者们提出了多种结构模型，随机模型、连杆模型、颗粒链模型、毛管模型、统计模型、网络模型以及分形模型等。Wang等(WANG M,PAN N.Numerical analyses of effective dielectric constant of multiphase microporous media[J].Journal of 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粒径分布的颗粒随机生成的方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1，获取地质结构信息，确定仿真目标；所述地质结构信息包括目标土壤的粒径分布信息及孔隙度；步骤2，确定模拟体系初始参数，包括模拟结构的三维区域尺寸、模拟体系孔隙度、模拟体系粒径分布信息、模拟体系固相点的各方向生长概率；其中，模拟体系孔隙度为步骤1目标土壤的孔隙度，模拟体系粒径分布信息为目标土壤的粒径分布信息；模拟体系粒径分布信息为颗粒粒径尺寸与分布概率的对应关系；步骤3，根据步骤2的初始参数，确定模拟过程中的判断值：步骤3.1，模拟体系的固相点总数＝模拟区域网格总数
×
(1
‑
孔隙度)；步骤3.2，相同粒径尺寸颗粒的固相点总数N＝各粒径对应的分布概率
×
体系网格总数；步骤3.3，单个颗粒体的固相点上限n＝πD3/6，其中D为颗粒直径；步骤3.4，粒径为D的随机种子数＝粒径为D的颗粒总数＝N/n，向上取整；步骤4，根据粒径尺寸，由大到小分批次构建多孔介质；步骤4.1，构建第一批粒径尺寸的颗粒：首先生成N/n个颗粒的种子并为种子编号，后续颗粒的生长以种子为根基；颗粒的生长满足步骤2固相点的各方向生长概率，生长的固相点标记与种子相同的编号；通过遍历固相点进行生长，判断颗粒是否达到单个颗粒体的固相点上限n，如果达到则该颗粒停止生长；如果遍历过程达到该粒径尺寸颗粒的固相点总数N，则完成该批粒径尺寸的构建；步骤4.2，完成后续批次颗粒生成：在前一批颗粒生成完毕后，计算所有孔隙点距离固相点的最小距离l，后一批的种子随机生成在满足l≥1/2该批颗粒粒径的孔隙点上，随后进行与步骤4.1相同构建步骤，直到达到该批次颗粒所需的固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大勇，赵良，王启林，李孟昕，魏伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：