相对密度和棱径尺寸可控的纳米多孔介质建模方法及系统与流程

技术特征：

1.相对密度和棱径尺寸可控的纳米多孔介质建模方法，其特征是，包括：

S100对立方体模型在三维方向上划分网格，获得三维网格模型；

S200以孔洞为一相、介质为另一相，构建三维网格模型的Cahn-Hilliard方程，并采用有限差分法求解Cahn-Hilliard方程，获得具三维双连续多孔结构的三维网格模型；

S300设置截断阈值，利用阶跃函数计算三维网络模型当前时刻各格点的阶跃函数值，并判断格点为孔格点或棱格点，计算三维网络模型当前时刻的相对密度；

S400在三维网格模型各棱格点的内部生成随机割线，使用双正态分布函数拟合随机割线的长度概率密度分布，长度概率密度分布最大的极值点对应的长度即三维网络模型的平均棱径；

S500通过调整截断阈值，重复迭代执行步骤S100～步骤S400，直至三维网格模型的相对密度和平均棱径满足预设要求，即获得纳米多孔介质模型。

2.如权利要求1所述的相对密度和棱径尺寸可控的纳米多孔介质建模方法，其特征是：

步骤S300中，计算三维网络模型当前时刻的相对密度，进一步包括：

S310计算各格点当前时刻对应的阶跃函数值，具体为：逐一比较各格点的质量uijk,s和截断阈值uc,s的大小，uijk,s≤uc,s的格点的阶跃函数值为0，该格点记为孔格点；uijk,s＞uc,s的格点的阶跃函数值为1，该格点记为棱格点；其中，uijk,s表示三维网格模型中(i,j,k)位置格点当前时刻s的质量；uc,s表示当前时刻s的截断阈值；

S320将三维网络模型中所有格点对应的阶跃函数值相加并除以格点数，得到相对密度。

3.如权利要求1所述的相对密度和棱径尺寸可控的纳米多孔介质建模方法，其特征是：

步骤S400进一步包括：

S410在三维网格模型各棱格点附近生产随机位置的大量起点，分别以各起点为中心，生产大量的随机方向；

S420对各起点分别执行：以预设的长度步长，将起点向随机方向逐步增长，一旦到达距离任一孔格点的位置，即停止增长；之后，将起点向随机方向的反方向逐步增长，一旦到达距离任一孔格点的位置，即停止增长，从而获得随机割线；

S430存储所有随机割线的长度；

S440统计所有随机割线的长度的概率密度分布，并使用双正态分布函数拟合随机割线的长度概率密度分布，即双正态分布的长度概率密度分布，双正态分布的长度概率密度分布最大处的极值点所对应的随机割线长度，即平均棱径。

4.相对密度和棱径尺寸可控的纳米多孔介质建模系统，其特征是，包括：

第一模块，用来对立方体模型在三维方向上划分网格，获得三维网格模型；

第二模块，用来以孔洞为一相、介质为另一相，构建三维网格模型的Cahn-Hilliard方程，并采用有限差分法求解Cahn-Hilliard方程，获得具三维双连续多孔结构的三维网格模型；

第三模块，用来设置截断阈值，利用阶跃函数计算三维网络模型当前时刻各格点的阶跃函数值，并判断格点为孔格点或棱格点，计算三维网络模型当前时刻的相对密度；

第四模块，用来在三维网格模型各棱格点的内部生成随机割线，使用双正态分布函数拟合随机割线的长度概率密度分布，拟合出长度概率分布最大的极值点对应的长度，即三维网络模型的平均棱径；

第五模块，用来通过调整截断阈值，使得第一模块、第二模块、第三模块、第四模块重复迭代工作，直至三维网格模型的相对密度和平均棱径满足预设要求，即获得纳米多孔介质模型。