岩石的细观重构方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及岩石重构领域，提出了一种岩石的细观重构方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场；确定所述随机场对应的晶格数量，根据所述晶格数量和所述随机场，确定所述随机场中的沃罗诺伊图的种子和所述种子对应的权重；根据所述种子和对应的权重，对几何域进行沃罗诺伊图的晶格划分，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代生成期望的岩石细观晶格结构。由于重构的晶格在呈现了晶粒尺寸信息的同时，还包括晶粒的空间相关性，从而能够更为准确的预测岩石的力学性质，确定岩石的力学强度和结构的稳定性等。岩石的力学强度和结构的稳定性等。

【技术实现步骤摘要】
岩石的细观重构方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及岩石重构领域，尤其涉及岩石的细观重构方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]岩石是一种非均质材料，其细观单元参数不均匀。由于细观单元的不均匀性，使得岩石在承载过程中将使其沿着晶界面单元开始破坏，晶体单元的连续破坏，最终导致岩体的宏观破坏，造成岩石的力学性能的劣化，或者导致岩石出现断裂与失效。
[0003]通过沃罗诺伊图(英文全称为Voronoi diagram)可以用于生成岩石的晶粒结构，但是不能准确的呈现晶粒尺寸分布以及晶粒的空间相关性，不利于准确的预测岩石的力学性质，包括如确定岩石的力学特性和结构的稳定性等。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种岩石的细观重构方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中不能准确的呈现晶粒尺寸分布以及晶粒的空间相关性，不利于准确的预测岩石的力学性质，确定岩石的力学特性和结构的稳定性的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种岩石的细观重构方法，所述方法包括：
[0006]根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场；
[0007]确定所述随机场对应的晶格数量，根据所述晶格数量和所述随机场，确定所述随机场中的沃罗诺伊图的种子和所述种子对应的权重；
[0008]根据所述种子和对应的权重，对几何域进行沃罗诺伊图的晶格划分，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代，生成期望的岩石细观晶格结构。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代，生成期望的岩石细观晶格结构，包括：
[0010]根据种子生成初步晶格，计算晶格质心位置，将种子移动至晶格质心位置；
[0011]根据当前质心位置和随机场重新计算对应种子权重，并更新晶格；
[0012]再次确定更新后晶格的质心位置，将种子移动至更新后的质心位置并计算权重，根据移动位置后的种子及权重迭代更新晶格，直到满足预设的迭代要求，生成期望的岩石细观晶格结构。
[0013]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述预设的迭代要求包括当前更新后的晶格的质心，与用于更新当前晶格的种子之间的距离小于预定距离阈值，或者，迭代次数满足预定的次数要求。
[0014]结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场，包括：
[0015]获取预定大小的面域，将所述面域离散化为多个网格；
[0016]根据岩石晶粒的空间相关性参数，确定所述网格的质心处对应的随机场取值，得到具有空间相关性的随机场。
[0017]结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，确定所述随机场对应的晶格数量，包括：
[0018]确定所述岩石的晶粒的平均面积；
[0019]根据所述平均面积和所述面域的总面积，确定所述面域确定的随机场中包括的晶格的数量。
[0020]结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，根据岩石晶粒的空间相关性参数，确定所述网格的质心处对应的随机场取值，得到具有空间相关性的随机场，包括：
[0021]根据所述岩石晶粒的空间相关性参数，采用柯列斯基分解确定所述网格的质心处对应的随机场取值。
[0022]结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，根据所述晶格数量和所述空间相关的随机场，确定所述随机场中的沃罗诺伊图的种子和所述种子对应的权重，包括：
[0023]根据所述晶格数量，确定设置在所述随机场内的种子数量；
[0024]根据所述种子的位置和所述随机场，确定所述种子对应的权重。
[0025]本申请实施例的第二方面提供了一种岩石的细观重构装置，所述装置包括：
[0026]随机场确定单元，用于根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场；
[0027]权重确定单元，用于确定所述随机场对应的晶格数量，根据所述晶格数量和所述随机场，确定所述随机场中的沃罗诺伊图的种子和所述种子对应的权重；
[0028]晶格生成单元，用于根据所述种子和对应的权重，对几何域进行沃罗诺伊图的晶格划分，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代，生成期望的岩石细观晶格结构。
[0029]本申请实施例的第三方面提供了岩石的细观重构设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如第一方面任一项所述方法的步骤。
[0030]本申请实施例的第四方面提供了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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
[0031]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例通过岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场，确定该随机场对应的晶格数量，根据晶格数量和随机场的空间相关性，确定随机场中的沃罗诺伊图的种子，以及种子对应的权重。根据种子和种子的权重，对晶格进行划分，根据晶格的质心位置和种子的位置，迭代更新晶格，得到迭代更新后的晶格，生成岩石的细观晶格。由于重构的晶格在呈现了晶粒尺寸信息的同时，还包括晶粒的空间相关性，从而能够更为准确的预测岩石的力学性质，确定岩石的力学强度和结构的稳定性等。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本申请实施例提供的一种岩石的细观重构方法的实现流程示意图；
[0034]图2是本申请实施例提供的一种将面域划分为网格的示意图；
[0035]图3是本申请实施例提供的一种空间相关性方程示意图；
[0036]图4是本申请实施例提供的具有不同空间相关性的随机场分布示意图；
[0037]图5是本申请实施例提供的一种构建具有晶格空间相关性的Voronoi图的实现过程示意图；
[0038]图6是本申请实施例提供的基于随机散点生成的Voronoi图的示意图；
[0039]图7是本申请实施例提供的一种普通Voronoi图与质心Voronoi图的对比示意图；
[0040]图8是本申请实施例提供的一种基于权重的晶格尺寸调整方法示意图；
[0041]图9是本申请实施例提供的重构后的不同空间相关性的岩石晶格结构示意图；
[0042]图10是本申请实施例提供的一种岩石的细观重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩石的细观重构方法，其特征在于，所述方法包括：根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场；确定所述随机场对应的晶格数量，根据所述晶格数量和所述随机场，确定所述随机场中的沃罗诺伊图的种子和所述种子对应的权重；根据所述种子和对应的权重，对几何域进行沃罗诺伊图的晶格划分，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代，生成期望的岩石细观晶格结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据晶格的质心位置、所述种子的位置及随机场，更新种子位置、权重及所述晶格，通过多次迭代，生成期望的岩石细观晶格结构，包括：根据种子生成初步晶格，计算晶格质心位置，将种子移动至晶格质心位置；根据当前质心位置和随机场重新计算对应种子权重，并更新晶格；再次确定更新后晶格的质心位置，将种子移动至更新后的质心位置并计算权重，根据移动位置后的种子及权重迭代更新晶格，直到满足预设的迭代要求，生成期望的岩石细观晶格结构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的迭代要求包括当前更新后的晶格的质心，与用于更新当前晶格的种子之间的距离小于预定距离阈值，或者，迭代次数满足预定的次数要求。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据岩石晶粒的空间相关性参数确定具有空间相关性的随机场，包括：获取预定大小的面域，将所述面域离散化为多个网格；根据岩石晶粒的空间相关性参数，确定所述网格的质心处对应的随机场取值，得到具有空间相关性的随机场。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述随机场对应的晶格数量，包括：确定所述岩石的晶粒的平均面积；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林越翔，赖正首，黄林冲，马建军，梁禹，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：