基于微观图象特征的水泥水化仿真及宏观属性预测的方法

摘要

本发明公开了基于微观图象特征的水泥水化仿真及宏观属性预测的方法，首先采用三维显微计算机断层扫描仪来获取水泥微观结构的演化同时测量其宏观属性。然后采用三维图象特征来描述水泥在每一龄期的微观结构，并利用遗传编程类算法直接建立图象特征与宏观属性间的以动力系统方式描述的动态关系。利用得到的动力系统来模拟水泥水化并预测宏观属性。本发明避免了对水泥的微观图象进行复杂的图象分割与物相分类，也不需要考虑物理及化学知识，从图象本身出发计算三维图象特征，并进一步得到图象特征与宏观属性之间的动态关系，避免了不正确的物相分析与图象分割带来的影响，从而提高对宏观属性的发展变化趋势的预测精度。

主权项

基于微观图象特征的水泥水化仿真及宏观属性预测的方法，其特征是，主要包括如下步骤：步骤（1）：采用目标样品制作多份水泥泥浆样本并进行养护：其中一份水泥样本用于观测，其他水泥样本用于测量宏观属性；在指定的若干个龄期取出观测用水泥样本，并利用三维显微计算机断层扫描仪对观测用水泥样本进行观测并记录水泥的微观结构三维图象数据；每次在同一龄期，取出测量宏观属性用水泥样本进行测量，得到宏观属性数据；将记录的水泥的微观结构三维图象数据与宏观属性数据，根据相同龄期一一对应的原则建立对应关系，得到水泥的微观结构三维图象数据的演化数据与宏观属性数据的演化数据；步骤（2）：针对步骤（1）得到的水泥的微观结构三维图象数据的演化数据，以其中任一龄期的微观结构三维图象作为固定图象，其他龄期的微观结构三维图象作为浮动图象，将所有其他龄期的微观结构三维图象根据固定图象执行三维刚体图象配准，得到经过三维刚体图象配准的每一龄期的微观结构三维图象数据；步骤（3）：针对步骤（2）中已得到的经过三维刚体图象配准的每一龄期的微观结构三维图象数据，统计每幅微观结构三维图象的三维图象特征，建立起三维图象特征随时间演变的变化数据；步骤（4）：采用遗传编程类算法，根据步骤（1）得到的水泥宏观属性数据的演化数据和步骤（3）得到的三维图象特征随时间演变的变化数据，逐步演化出图象特征与宏观属性动态关系的动力系统；步骤（5）：以建立的图象特征与宏观属性动态关系的动力系统为基础，能够预测微观结构三维图象特征和宏观属性的变化趋势，输入初始水泥图象，统计其微观结构三维图象特征，测量出初始宏观属性，将微观结构三维图象特征代入得到的动力系统，利用四阶龙格库塔法，能够预测出微观结构三维图象特征和宏观属性在某一龄期的值及其变化趋势。