随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法及系统

本发明属于数据处理，尤其涉及随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、在运用尺度提升技术建立升尺度模型过程中，首要的一步是将裂隙划分到升尺度模型的网格中，从而便于后续分析和计算网格等效参数等。然而，三维裂隙通常随机生成，具有裂隙数目多、几何形态复杂等特征，为升尺度模型网格中裂隙的切割划分造成了困难。

3、此外，裂隙介质的典型单元体的存在性是确定网格等效参数的重要基础，即通过分析等效参数随网格大小的变化特征，判断典型单元体是否存在，从而为等效参数的选取提供理论依据。但是现有典型单元体存在性的分析技术大多集中于单一网格，对于升尺度模型中的诸多网格，尚缺乏统一、便捷的处理技术。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法及系统，其将三维网格生成技术和图形切割技术结合，提供一种能够准确、高效和方便的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，包括如下步骤：

4、根据模拟对象的实际地质条件，构建裂缝介质模拟区域；

5、获取随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息，将随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息对应至裂缝介质模拟区域；

6、建立升尺度模型的网格系统，基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体；

7、采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分，得到切割后落入每个网格内裂隙几何信息和渗透性信息。

8、作为一种实施方式，所述三维多边形裂隙信息包括每条裂隙的几何形态、裂隙相关信息以及裂隙的空间位置分布。

9、作为一种实施方式，所述基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体包括：

10、设置升尺度模型的网格形态、尺寸和缩放比例；

11、根据升尺度模型的网格形态、尺寸和缩放比例和裂缝介质模拟区域的尺寸，计算得到网格切割体的数目并生成对应数目的网格切割体。

12、作为一种实施方式，所述采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分方式为对于每个网格切割体，依次运用切割边界面对每条裂隙进行切割。

13、作为一种实施方式，在对三维多边形裂隙切割划分后，将得到的每个网格的端点坐标数据、网格内三维裂隙面的多边形端点坐标及其渗透率数据批量导出并存储以便后续分析。

14、本发明的第二个方面提供随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，包括：

15、模拟区域构建模块，其被配置为：根据模拟对象的实际地质条件，构建裂缝介质模拟区域；

16、三维裂隙映射模块，其被配置为：获取随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息，将随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息对应至裂缝介质模拟区域；

17、切割体生成模块，其被配置为：建立升尺度模型的网格系统，基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体；

18、切割划分模块，其被配置为：采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分，得到切割后落入每个网格内裂隙几何信息和渗透性信息。

19、作为一种实施方式，所述三维裂隙映射模块中，三维多边形裂隙信息包括每条裂隙的几何形态、裂隙相关信息以及裂隙的空间位置分布。

20、作为一种实施方式，所述切割体生成模块中，所述基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体包括：

21、设置升尺度模型的网格形态、尺寸和缩放比例；

22、根据升尺度模型的网格形态、尺寸和缩放比例和裂缝介质模拟区域的尺寸，计算得到网格切割体的数目并生成对应数目的网格切割体。

23、作为一种实施方式，所述采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分方式为对于每个网格切割体，依次运用切割边界面对每条裂隙进行切割。

24、作为一种实施方式，所述系统还包括数据存储模块，在对三维多边形裂隙切割划分后，将得到的每个网格的端点坐标数据、网格内三维裂隙面的多边形端点坐标及其渗透率数据批量导出并存储以便后续分析。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、针对现有技术在面对三维裂隙几何形态具有多尺度性等复杂特征问题时，存在处理困难、工作程序复杂和计算缓慢等缺点，本发明将三维网格生成技术和图形切割技术结合，可准确、快速地将三维裂隙划分到升尺度模型网格中。此外，本申请可通过设置网格缩放比例，灵活地改变切割体积大小，为网格内典型单元体存在性的分析提供便捷的处理方法。因此与现有技术相比，本发明提供的网格内裂隙划分方法具有准确高效、方便且成本较低的优点。

技术特征：

1.随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，其特征在于，所述三维多边形裂隙信息包括每条裂隙的几何形态、裂隙相关信息以及裂隙的空间位置分布。

3.根据权利要求1所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，其特征在于，所述基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体包括：

4.根据权利要求1所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，其特征在于，所述采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分方式为对于每个网格切割体，依次运用切割边界面对每条裂隙进行切割。

5.根据权利要求1所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法，其特征在于，在对三维多边形裂隙切割划分后，将得到的每个网格的端点坐标数据、网格内三维裂隙面的多边形端点坐标及其渗透率数据批量导出并存储以便后续分析。

6.随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，其特征在于，所述三维裂隙映射模块中，三维多边形裂隙信息包括每条裂隙的几何形态、裂隙相关信息以及裂隙的空间位置分布。

8.根据权利要求6所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，其特征在于，所述切割体生成模块中，所述基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体包括：

9.根据权利要求6所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，其特征在于，所述采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分方式为对于每个网格切割体，依次运用切割边界面对每条裂隙进行切割。

10.根据权利要求6所述的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分系统，其特征在于，所述系统还包括数据存储模块，在对三维多边形裂隙切割划分后，将得到的每个网格的端点坐标数据、网格内三维裂隙面的多边形端点坐标及其渗透率数据批量导出并存储以便后续分析。

技术总结
本发明属于数据处理技术，提供了随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分方法及系统，针对三维裂隙通常随机生成，具有裂隙数目多、几何形态复杂等特征，为升尺度模型网格中裂隙的切割划分造成了困难的缺点，包括根据模拟对象的实际地质条件，构建裂缝介质模拟区域；获取随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息，将随机产生的三维多边形裂隙及其渗透性信息对应至裂缝介质模拟区域；建立升尺度模型的网格系统，基于升尺度模型的网格系统生成网格切割体；采用网格切割体对三维多边形裂隙切割划分，得到切割后落入每个升尺度网格内裂隙几何信息和渗透性信息，能够准确、高效和方便的随机三维裂隙在升尺度模型网格中的划分。

技术研发人员：陈涛,高宗军,尹会永,冯建国,孙明远,王敏,张呈伟
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13