[发明专利]一种冷表面结霜模拟图像生成方法及装置

说明书

本申请公开了一种冷表面结霜模拟图像生成方法及装置，将根据环境参数确定的冷空间划分为若干生长格；计算基于预置生长格选择条件选择当前生长格的结霜概率，并生成一个随机数；基于当前生长格的目标方向的最近邻生长格的结霜状态、结霜概率和随机数确定当前生长格是否结霜，得到当前生长格的结霜状态；判断当前生长格是否为冷空间的最后一个生长格，若是，则根据生长格的结霜状态生成当前结霜侧视图和当前结霜俯视图，进入下一轮模拟结霜过程，直至达到模拟结霜结束时间，若否，则选择下一个生长格，并返回计算当前生长格的结霜概率的步骤，改善了现有技术仅在二维空间的情况下进行结霜过程模拟，与实际的三维空间的结霜过程相差较大的技术问题。

技术领域

本申请涉及结霜图像生成技术领域，尤其涉及一种冷表面结霜模拟图像生成方法及装置。

背景技术

模拟生成冷表面在不同情况下的结霜图像，有助于研究冷表面结霜的不同情况，可用于制冷系统除霜控制技术。由于霜层的生长具有很大的随机性，因此对冷表面结霜过程的计算机模拟进展比较缓慢，现有技术从理论上给出了生长概率随其影响因素之间的变化率，结合一维随机生长模型，通过概率统计的方法来模拟结霜过程。该方法仅在一维冷表面，二维空间的情况下进行结霜过程模拟，与实际的三维空间的结霜过程相差较大。

发明内容

本申请提供了一种冷表面结霜模拟图像生成方法及装置，用于改善现有技术仅在二维空间的情况下进行结霜过程模拟，与实际的三维空间的结霜过程相差较大的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种冷表面结霜模拟图像生成方法，包括：

初始化环境参数，所述环境参数包括高度参数、冷表面的长度和冷表面的宽度；

基于所述环境参数确定冷空间后，将所述冷空间按照预置长度划分为若干个生长格；

开始模拟结霜过程，基于预置生长格选择条件选择当前生长格；

计算当前生长格的结霜概率，并在预置范围内生成一个随机数；

基于当前生长格的目标方向的最近邻生长格的结霜状态、所述结霜概率和所述随机数确定当前生长格是否结霜，得到当前生长格的结霜状态；

判断当前生长格是否为冷空间的最后一个生长格，若是，则根据各生长格的所述结霜状态生成当前结霜侧视图和当前结霜俯视图，并进入下一轮模拟结霜过程，直至达到所述预置时间条件中的模拟结霜结束时间，若否，则基于所述预置生长格选择条件选择下一个生长格，并返回所述计算当前生长格的结霜概率的步骤。

可选的，所述预置生长格选择条件包括：

高度循环条件：从冷空间的底部到顶部选择生长格；

长度循环条件：从单位1开始到冷空间的长度边界选择生长格；

宽度循环条件：在宽度上随机选择生长格。

可选的，所述环境参数还包括环境温度、冷表面温度、相对湿度和冷风吹向冷表面的角度。

可选的，所述结霜概率包括水分子在底表面和空间成核的概率，所述计算当前生长格的结霜概率，包括：

根据冰密度、空气密度，以及当前生长格下层中空气分子和冰晶体的数量计算霜层密度；

基于所述霜层密度和空气导热系数计算导热因子；

根据所述导热因子、所述环境温度和所述冷表面温度计算霜层温度；

根据所述霜层温度计算环境饱和蒸气压和霜面饱和蒸气压；

根据所述环境饱和蒸气压、所述霜面饱和蒸气压、所述相对湿度和所述冷风吹向冷表面的角度计算水分子在底表面和空间成核的概率。