[发明专利]一种基于数值模拟的絮团识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于数值模拟的絮团识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、应用DEM-CFD双向耦合方法，基于颗粒-颗粒、颗粒-絮团、絮团-絮团之间的作用关系，建立基于流场作用下的球形微细颗粒间相互作用模型，在三维空间尺度对絮凝体系进行数值模拟，形成具有多个单颗粒以及单颗粒通过粘附形成絮团的絮凝混合体系；

S2、对数值模拟形成的所述絮凝混合体系进行几何解析和参数表征，提取絮凝体系中所有颗粒的编号、颗粒三维空间直角坐标参数和颗粒的直径；

S3、依次根据颗粒空间直角坐标系中球心距离公式与颗粒半径之和公式判断絮凝体系中颗粒之间粘结接触情况，遍历所有颗粒，对未形成絮团的单个颗粒和粘附形成的絮团进行划分；

S4、根据絮凝混合体系中单个颗粒与絮团的划分结果，通过三维数据可视化工具对单个絮团进行三维空间尺度解析，完成三维空间的可视化絮团识别。

2.根据权利要求1所述的基于数值模拟的絮团识别方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述基于流场作用下微细颗粒间相互作用模型中的颗粒占据流体体积并与流体间发生相互作用，颗粒承受剪切力并与壁面发生作用，颗粒之间的接触模型根据物理试验对比结果进行可控调整。

3.根据权利要求1所述的基于数值模拟的絮团识别方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述絮凝混合体系在三维空间直角坐标系中解析，以不同视角对絮凝混合体系进行显示，并对颗粒或絮团的物理参数进行表征，絮团识别所需参数信息通过DEM软件后处理导出扩展名为.csv的可读写文件，并基于CSV数据读写模块读写有效数据。

4.根据权利要求1所述的基于数值模拟的絮团识别方法，其特征在于，所述步骤S2中，颗粒三维空间直角坐标参数依次为(X₁,Y₁,Z₁)，……(X_N-1,Y_N-1,Z_N-1)，(X_N,Y_N,Z_N)，颗粒直径为D₁，……D_N-1，D_N，其中1，2……N-1，N分别为絮凝体系中的所有颗粒对应的序号，所述步骤S3中，所述颗粒空间直角坐标系中球心距离公式具体为：

所述颗粒半径之和公式具体为：

L₀＝(D_m+D_n)/2，其中m、n分别为絮凝混合体系中的任意两个颗粒序号。

5.根据权利要求4所述的基于数值模拟的絮团识别方法，其特征在于，所述步骤S3中，颗粒是否粘附形成絮团的判断依据为：L_mn≤L₀，即所求两颗粒的球心距离小于等于两颗粒的半径之和时两颗粒絮凝粘附成团，以此为粘附判断依据对絮凝体系中的所有颗粒采取递归循环算法计算判断颗粒粘附情况，根据判断结果识别絮凝体系中形成的絮团。