一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法及系统，包括：S1、将二维多孔介质模型图像中的像素点分为孔隙相节点和固相节点，构建存储矩阵存储所有孔隙相节点的坐标；S2、选择一个孔隙相节点，对其进行孔隙扩张，孔隙扩张结束后获取该孔隙相节点的总扩张节点数量，若总扩张节点数量超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点的扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点；S3、更新二维多孔介质模型和存储矩阵，重复步骤S2，直至满足预设置的终止条件复。与现有技术相比，本发明专利技术通过孔隙扩张对死区进行识别和修复，能够改善初始模型存在死区数量较多的问题，从而可对二维DPF多孔介质模型进行优化。模型进行优化。模型进行优化。

【技术实现步骤摘要】
一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法及系统


[0001]本专利技术涉及DPF载体模型构建优化领域，尤其是涉及一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法及系统。

技术介绍

[0002]随着排放法规的不断更新，柴油机污染物排放控制技术也在不断的改进升级，为了满足严苛的排放法规要求，柴油机微粒捕集器(DPF)已经被广泛应用在柴油机后处理排放控制系统中，在柴油机尾颗粒物过滤和吸附过程中发挥重要作用。而DPF载体结构决定了DPF过滤及再生性能优劣，通过构建DPF载体模型，可以分析指导开发捕集效率更加高、成本更低的DPF。
[0003]壁流式DPF内部布满轴向平行的细小孔道，入口孔道和出口孔道错开交替封堵，使柴油机排放的含有混合颗粒物废气强制通过DPF多孔介质层，通过扩散、拦截和重力沉积等过滤机制完成对颗粒物的有效捕集和吸附过程，从而实现排气中颗粒物的净化，以满足排放法规的要求。
[0004]DPF载体的孔道形状、尺寸、以及多孔介质内部结构、厚度等对DPF流通性起决定性作用，进而影响发动机的经济性和动力性。通过数值模拟和试验只能分析其宏观参数的改变对DFP性能的影响，无法对DPF内部多相流耦合作用机理及相关的微观现象及参数进行细致分析。而现有的DPF研究大多集中在DPF再生模型构建及控制，碳累积量计算，压降宏观分析等领域，DPF内部微观模型构建及流动分析相对较少，无法精确分析多孔介质微观结构对DPF性能的影响。
[0005]现有技术中，中国专利CN107035470A公开了一种优化流场的DPF再生系统及控制方法，经NTP发生器放电产生活性物质，由安装于DPF上游的喷嘴喷出，进入DPF内部与颗粒物反应，实现再生，在发动机运行状态下对DPF进行实时再生，有效解决了因发动机排气流量大、流速快而导致的NTP利用率下降问题。中国专利CN109977469A提出了一种基Voronoi图的二维多孔介质模型构建方法，然而其只能实现内部固定尺寸的孔道，且载体形状随机性不够，不能用于反映DPF多孔介质层的复杂无序性构造，与实际差别较大。
[0006]中国专利CN114547838A公开了一种DPF多孔介质模型两相边界优化方法，提出了边界系数的概念，根据边界系数进行像素单元格转换，从而去除了二维多孔介质模型的毛刺状边界，拓宽了平均流通孔径的大小，增加了DPF载体的固有渗透率，提升了流通性，实现DPF多孔介质模型两相边界的优化。但是，专利CN114547838A的技术方案中，直接进行了二维多孔介质模型的毛刺状边界优化，忽略了死区的存在，即二维多孔介质模型中面积较小的流体域，如被固体域格子围起来的包含N个像素的流体域，其流通效果差，因此，其对二维DPF多孔介质模型的优化效果不佳。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种DPF多孔介质模
型死区识别修复方法及系统。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，包括以下步骤：
[0010]S1、读取二维多孔介质模型图像，识别二维多孔介质模型图像中的各个像素点，将所有的像素点分为孔隙相节点和固相节点，构建存储矩阵存储所有孔隙相节点的坐标；
[0011]S2、选择一个孔隙相节点，对其进行孔隙扩张，孔隙扩张结束后获取该孔隙相节点的总扩张节点数量，若总扩张节点数量超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点的扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，该孔隙相节点及其扩张区域为死区，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点；
[0012]S3、更新二维多孔介质模型和存储矩阵，重复步骤S2，直至满足预设置的终止条件，完成多孔介质模型的死区识别和修复。
[0013]进一步地，步骤S2具体为：
[0014]S21、选择一个孔隙相节点P，以孔隙相节点P为生长中心，扩张节点数量Num初始化为0；
[0015]S22、检测生长中心上下左右方向是否存在孔隙相节点，若存在，则执行步骤S23，若不存在，则孔隙扩张结束，执行步骤S24；
[0016]S23、将生长中心上下左右方向上的孔隙相节点转化为新的生长中心，将新的生长中心作为扩张节点，更新扩张节点数量Num，判断扩张节点数量Num是否超过预设置的死区阈值，若超过，则孔隙扩张结束，执行步骤S24，否则，执行步骤S22；
[0017]S24、若扩张节点数量Num超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点及其扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，该孔隙相节点及其扩张区域为死区，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点。
[0018]进一步地，步骤S21中，按照二维多孔介质模型图像中从左至右、从上至下的顺序选择孔隙相节点。
[0019]进一步地，步骤S3中，基于已检测孔隙相节点和新固相节点更新二维多孔介质模型和存储矩阵，具体为：
[0020]将二维多孔介质模型图像中标记为新固相节点的像素点转化为固相节点，将已检测孔隙相节点和新固相节点对应的像素点自存储矩阵中移出。
[0021]进一步地，步骤S3中，更新二维多孔介质模型和存储矩阵具体为：
[0022]将二维多孔介质模型图像中标记为新固相节点的像素点转化为固相节点，读取二维多孔介质模型图像，识别二维多孔介质模型图像中的各个像素点，将所有的像素点分为孔隙相节点、固相节点、已检测孔隙相节点和新固相节点，构建存储矩阵存储所有孔隙相节点的坐标。
[0023]进一步地，所述存储矩阵存储所有孔隙相节点的坐标，所述孔隙相节点的坐标为孔隙相节点对应的像素点在二维多孔介质模型图像的行列位置。
[0024]进一步地，预设置的终止条件为存储矩阵中不存在孔隙相节点。
[0025]一种DPF多孔介质模型死区识别修复系统，包括：
[0026]预处理模块，用于读取二维多孔介质模型图像，识别二维多孔介质模型图像中的各个像素点，将所有的像素点分为孔隙相节点和固相节点，构建存储矩阵存储所有孔隙相
节点的坐标；
[0027]识别模块，用于选择一个孔隙相节点，对其进行孔隙扩张，孔隙扩张结束后获取该孔隙相节点的总扩张节点数量，若总扩张节点数量超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点的扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，该孔隙相节点及其扩张区域为死区，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点；
[0028]更新模块，用于更新二维多孔介质模型和存储矩阵；
[0029]循环模块，用于根据预设置的终止条件控制识别模块和更新模块执行。
[0030]进一步地，识别模块执行以下步骤：
[0031]A1、选择一个孔隙相节点P，以孔隙相节点P为生长中心，扩张节点数量Num初始化为0；
[0032]A2、检测生长中心上下左右方向是否存在孔隙相节点，若存在，则执行步骤A3，若不存在，则孔隙扩张结束，执行步骤A4；
[0033]A3、将生长中心上下左右方向上的孔隙相节点转化为新的生长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、读取二维多孔介质模型图像，识别二维多孔介质模型图像中的各个像素点，将所有的像素点分为孔隙相节点和固相节点，构建存储矩阵存储所有孔隙相节点的坐标；S2、选择一个孔隙相节点，对其进行孔隙扩张，孔隙扩张结束后获取该孔隙相节点的总扩张节点数量，若总扩张节点数量超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点的扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，该孔隙相节点及其扩张区域为死区，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点；S3、更新二维多孔介质模型和存储矩阵，重复步骤S2，直至满足预设置的终止条件，完成多孔介质模型的死区识别和修复。2.根据权利要求1所述的一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21、选择一个孔隙相节点P，以孔隙相节点P为生长中心，扩张节点数量Num初始化为0；S22、检测生长中心上下左右方向是否存在孔隙相节点，若存在，则执行步骤S23，若不存在，则孔隙扩张结束，执行步骤S24；S23、将生长中心上下左右方向上的孔隙相节点转化为新的生长中心，将新的生长中心作为扩张节点，更新扩张节点数量Num，判断扩张节点数量Num是否超过预设置的死区阈值，若超过，则孔隙扩张结束，执行步骤S24，否则，执行步骤S22；S24、若扩张节点数量Num超过预设置的死区阈值，则将该孔隙相节点及其扩张区域标记为已检测孔隙相节点，否则，该孔隙相节点及其扩张区域为死区，将该孔隙相节点及其扩张区域标记为新固相节点。3.根据权利要求2所述的一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，其特征在于，步骤S21中，按照二维多孔介质模型图像中从左至右、从上至下的顺序选择孔隙相节点。4.根据权利要求1所述的一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，其特征在于，步骤S3中，基于已检测孔隙相节点和新固相节点更新二维多孔介质模型和存储矩阵，具体为：将二维多孔介质模型图像中标记为新固相节点的像素点转化为固相节点，将已检测孔隙相节点和新固相节点对应的像素点自存储矩阵中移出。5.根据权利要求1所述的一种DPF多孔介质模型死区识别修复方法，其特征在于，步骤S3中，更新二维多孔介质模型和存储矩阵具体为：将二维多孔介质模型图像中标记为新固相节点的像素点转化为固相节点，读取二维多孔介质模...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼狄明，陈志林，张允华，余玉麒，房亮，谭丕强，胡志远，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：