[发明专利]一种三维随机裂隙模型建立方法

权利要求书

1.一种三维随机裂隙模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据所需模型要求，确定模拟区域的形状，并设置模型尺寸数据；

所述步骤1中，生成模型包括长方体、椭球体、球体、圆柱体；其中，长方体的尺寸数据包括长Ls、宽Ws、高Hs；椭球体的尺寸数据包括三轴长度As、Bs、Cs；球体的尺寸数据包括半径Rs；圆柱体的尺寸数据包括半径Rs、高Hs；

步骤2，根据所需模型要求，确定主生裂隙方向与次生裂隙方向；

所述步骤2中，通过定义裂隙的多种方向并进行权重赋值来决定产生的随机裂隙的朝向，并以此模拟模型的主生裂隙方向与次生裂隙方向；

步骤3，根据所需模型要求，确定建立裂隙的种类；

所述步骤3中，所述裂隙的种类包括椭球体裂隙和八面体裂隙；

步骤4，根据所需模型要求，定义裂隙的尺寸数据；

所述步骤4中，依据需求选择椭球体裂隙或八面体裂隙，并定义裂隙三轴长度At、Bt、Ct与裂隙尺寸波动范围a_t、b_t、c_t，使裂隙尺寸在所需范围内随机变化；

步骤5，根据所需模型要求，定义裂隙数量或模型整体孔隙率；

所述步骤5中，孔隙率定义为模型中所有裂隙体积之和与模型体积之比；模型生成过程中，孔隙率的判定是指在生成每个裂隙后，计算所有裂隙体积之和与模型体积的比值，根据比值判断是否达到设定的孔隙率；

步骤6，生成裂隙模型；

所述步骤6中，基于定义的裂隙数量或孔隙率，利用随机函数生成裂隙中心位置，根据定义的裂隙类型与尺寸数据生成大小不同的裂隙，并根据定义的主生裂隙方向与次生裂隙方向对生成裂隙的方向进行调整；

所述步骤6中，通过调用不同的随机函数实现裂隙尺寸波动及裂隙方向波动，以满足不同的模型需求；

通过定义的孔隙率生成裂隙模型的过程中，通过break语句控制生成模型的孔隙率在设定的孔隙率附近波动，具体地，生成随机裂隙后实时记录裂隙体积，计算模型当前孔隙率并与设定的孔隙率进行比较来判定循环语句中断；

具体地，生成模型为圆柱体，所述三维随机裂隙模型建立方法包括以下步骤：

定义变量，设置圆柱体模型尺寸数据如下：半径Rs为25，高Hs为100；同时，设置模型左下角坐标为（0，0，0）；

确定主生裂隙方向，定义为（1，1，2）的向量方向，权重为60%；

确定裂隙种类为椭球体裂隙；

确定裂隙尺寸三轴长At、Bt、Ct分别为2、1、1，确定三轴尺寸波动范围为0.5、0.2、0.2；

定义裂隙数量为100，或定义孔隙率为5%；

使用random函数生成大小与方向在一定范围内波动的随机裂隙。