【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿瓦斯地质，特别是一种基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法。
技术介绍
1、煤的微观孔隙结构具有高度复杂性和多尺度特征，孔隙的形态、尺寸分布、以及孔隙之间的连通度等因素都会对煤层气的渗透性和吸附性能产生显著影响。孔隙的尺寸从纳米级到微米级不等，呈现出多样的几何形态，这些细微结构直接决定了气体在煤层中的流动路径和渗透能力。由于这些微观特性高度复杂且相互关联，准确表征煤样的孔隙网络成为预测煤层气渗透和吸附性能的关键。
2、传统的实验方法通常能够提供煤样宏观上的孔隙分布和平均渗透率等数据，但这些方法只能提供整体的统计信息。这种局限性使得基于实验数据准确预测气体在微观孔隙结构中的流动行为变得非常困难。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法解决煤微观孔隙结构复杂性难以准确表征和模拟的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供了一种基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其包括，获取煤微观孔隙结构数据，并进行预处理；
5、对预处理后的煤微观孔隙结构数据进行分析，提取煤微观孔隙的关键信息；
6、基于煤微观孔隙的关键信息，生成煤微观孔隙三维结构模型；
7、通过物理模拟工具对煤微观孔隙三维结构模型进行模拟，获得煤微观孔隙结构物理模拟结果；p>
8、微观孔隙结构物理模拟结果与煤微观孔隙结构数据对比，评估优化煤微观孔隙三维结构模型；
9、利用chemdraw的api接口，导入评估优化后的煤微观孔隙三维结构模型，进行二维和三维结构的自动化展示与导出。
10、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：所述煤微观孔隙结构数据包括扫描电子显微镜图像、煤样微孔和介孔的比表面积数据、煤样的孔径分布和孔隙率以及核磁共振成像数据；所述预处理包括图像去噪、图像增强、数据融合与配准。
11、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：对扫描电子显微镜图像和核磁共振成像数据进行图像去噪、图像增强、数据融合与配准，具体步骤如下，
12、利用小波去噪算法对扫描电子显微镜图像进行处理；
13、对于核磁共振成像数据，使用非局部均值去噪算法去除成像噪声；
14、利用直方图均衡化技术增强扫描电子显微镜图像的对比度；
15、对于分辨率较低的图像，使用超分辨率重建算法进一步增强图像分辨率；
16、在三维核磁共振成像图像中，使用sobel边缘增强技术突出孔隙的结构特征；
17、提取扫描电子显微镜图像与核磁共振成像数据中相同区域的孔隙特征，并使用交叉相关配准方法进行空间位置上的对齐；
18、通过体素融合技术，将对齐后的扫描电子显微镜图像与核磁共振成像数据进行数据融合，并利用局部非刚性配准算法，进行精细配准，生成高分辨率的孔隙三维点云数据。
19、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：对预处理后的煤微观孔隙结构数据进行分析，提取煤微观孔隙的关键信息，具体步骤如下，
20、高分辨率的孔隙三维点云数据结合三维边缘检测算法和形态学开闭运算，获得孔隙形态；
21、通过点云分割聚类算法将高分辨率的孔隙三维点云数据分割成独立的孔隙群；
22、独立的孔隙群通过平均坐标质心计算法，确定孔隙群质心位置；
23、根据孔隙群质心位置计算所有孔隙群质心的邻域距离，分析得到孔隙在三维空间中的分布模式；
24、孔隙形态、孔隙群质心位置和孔隙在三维空间中的分布模式共同组成煤微观孔隙的关键信息。
25、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：基于煤微观孔隙的关键信息，生成煤微观孔隙三维结构模型，具体步骤如下，
26、基于煤微观孔隙的关键信息，结合高分辨率的孔隙三维点云数据，采用delaunay三角剖分表面重建算法，生成煤微观孔隙的三维表面模型和三维网络模型；
27、使用最短路径图形算法对煤微观孔隙的三维网络模型进行分析，识别孔隙的主流通道和次通道，生成具有流动特性的三维孔隙网络模型；
28、通过拉普拉斯平滑技术，保留三维孔隙网络模型细节，并采用体积保持算法，生成煤微观孔隙三维结构模型。
29、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：通过物理模拟工具对煤微观孔隙三维结构模型进行模拟，获得煤微观孔隙结构物理模拟结果，具体步骤如下，
30、基于comsol multiphysics为煤微观孔隙三维结构模型的固体与流体赋予物理参数；
31、对煤微观孔隙三维结构模型进行全局网格划分；
32、基于多孔介质模型模拟流体在具有孔隙结构的固体材料中的渗透和扩散过程，并加入langmuir吸附模型对于煤样中气体的吸附行为与解吸行为进行模拟；
33、模拟获得的流体渗透率、孔径分布、比表面积和孔隙连通度共同组成微观孔隙结构物理模拟结果。
34、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：微观孔隙结构物理模拟结果与煤微观孔隙结构数据对比，评估优化煤微观孔隙三维结构模型，具体步骤如下，
35、将物理模拟中流体渗透率与实验测得的流体渗透率进行对比，评估孔隙网络对流体流动的影响；
36、将物理模拟生成的孔径分布与压汞法获取的孔径分布和核磁共振成像获取的孔径分布进行对比，分析孔隙结构的准确性；
37、比较网络模拟中的比表面积与比表面积法测得测试数据，评估孔隙表面特征的模拟精度；
38、模拟孔隙网络中的连通度与实际煤样中连通度对比，分析连通孔隙对流体行为的影响；
39、对比模拟值与实验测量值的差异，计算其绝对误差值与实验数据的相对百分误差；
40、结合误差分析，识别引起误差的原因，根据误差分析结果通过全局优化算法调整孔隙网络的几何形态、连通度、物理参数和边界条件，并细化局部网格；
41、将优化后的煤微观孔隙三维结构模型再次进行物理模拟，并将新的模拟结果与实验数据进行对比，评估优化效果。
42、作为本专利技术所述基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法的一种优选方案，其中：利用chemdraw的api接口，导入评估优化后的煤微观孔隙三维结构模型，进行二维和三维结构的自动化展示与导出，具体步骤如下，
43、使用chemdraw api接口导入煤微观孔隙三维结构模型，通过api调用读取煤微观孔隙三维结构模型，并解析其几何信息；
44、通过chemdr本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：所述煤微观孔隙结构数据包括扫描电子显微镜图像、煤样微孔和介孔的比表面积数据、煤样的孔径分布和孔隙率以及核磁共振成像数据；所述预处理包括图像去噪、图像增强、数据融合与配准。
3.如权利要求2所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：对扫描电子显微镜图像和核磁共振成像数据进行图像去噪、图像增强、数据融合与配准，具体步骤如下，
4.如权利要求3所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：对预处理后的煤微观孔隙结构数据进行分析，提取煤微观孔隙的关键信息，具体步骤如下，
5.如权利要求4所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：基于煤微观孔隙的关键信息，生成煤微观孔隙三维结构模型，具体步骤如下，
6.如权利要求5所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：通过物理模拟工具对煤微观孔隙三维结构模型进
7.如权利要求6所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：微观孔隙结构物理模拟结果与煤微观孔隙结构数据对比，评估优化煤微观孔隙三维结构模型，具体步骤如下，
8.如权利要求7所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：利用ChemDraw的API接口，导入评估优化后的煤微观孔隙三维结构模型，进行二维和三维结构的自动化展示与导出，具体步骤如下，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～8任一所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～8任一所述的基于ChemDraw的煤微观孔隙结构表征方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：所述煤微观孔隙结构数据包括扫描电子显微镜图像、煤样微孔和介孔的比表面积数据、煤样的孔径分布和孔隙率以及核磁共振成像数据；所述预处理包括图像去噪、图像增强、数据融合与配准。
3.如权利要求2所述的基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：对扫描电子显微镜图像和核磁共振成像数据进行图像去噪、图像增强、数据融合与配准，具体步骤如下，
4.如权利要求3所述的基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：对预处理后的煤微观孔隙结构数据进行分析，提取煤微观孔隙的关键信息，具体步骤如下，
5.如权利要求4所述的基于chemdraw的煤微观孔隙结构表征方法，其特征在于：基于煤微观孔隙的关键信息，生成煤微观孔隙三维结构模型，具体步骤如下，
6.如权利要求5所述的基于chemdraw的煤微观孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛犇，徐人杰，许力，
申请(专利权)人：无锡市诺一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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