基于GPU平臺的水泥水化微結(jié)構(gòu)實(shí)體紋理合成.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為基礎(chǔ)建設(shè)中必不可少的建筑材料，并且需求量越來越大，同時(shí)水泥的高質(zhì)量和高性能也越來越受關(guān)注。從微觀上來看，水泥的微觀紋理結(jié)構(gòu)的變化會(huì)直接影響水泥的各項(xiàng)特性，所以通過水泥實(shí)體微觀結(jié)構(gòu)來分析、預(yù)測水泥水化過程，進(jìn)而提高水泥的性能具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　水泥水化的過程中不僅伴隨著復(fù)雜的化學(xué)變化，同時(shí)水泥的微觀紋理結(jié)構(gòu)也發(fā)生著微妙的變化。傳統(tǒng)的方法是采用物理化學(xué)的方法來測定水泥樣

2、本指標(biāo)，并且僅能局限于細(xì)微顆粒規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行龐大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，例如高樓建筑、高架橋等建筑物。隨著近年來的計(jì)算材料學(xué)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)對材料進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)成為了當(dāng)下材料研究的熱點(diǎn)。所以，針對水泥的各項(xiàng)特性，本文通過對水泥實(shí)體微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，并利用GPU平臺對水泥微觀建模過程進(jìn)行加速，通過建立準(zhǔn)確高效的水泥實(shí)體紋理模型來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水泥紋理合成，為預(yù)測大規(guī)模建筑的水泥不同時(shí)期水化過程提供初始狀態(tài)。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行水泥實(shí)體紋理

3、建模研究:
　　(1)基于二維真實(shí)水泥圖像的水泥圖像紋理結(jié)構(gòu)建模(2D-2D)
　　本文提出了基于真實(shí)二維水泥圖像的紋理隨機(jī)合成算法。水泥圖像數(shù)據(jù)運(yùn)用的是真實(shí)的實(shí)體水泥二維切片，以馬爾科夫隨機(jī)場模型為算法的基礎(chǔ)思想，以及采用多層高斯模糊的方式，對二維水泥紋理進(jìn)行合成。通過多組對比實(shí)驗(yàn)，對影響二維水泥紋理合成效果的因素進(jìn)行詳細(xì)分析。
　　(2)基于三維真實(shí)水泥實(shí)體的水泥實(shí)體微觀結(jié)構(gòu)建模(3D-3D)
　　將二維紋理

4、合成算法融入到三維水泥實(shí)體紋理合成的方法中，首先針對二維參數(shù)的三維化，將算法重新定義。通過多組對比實(shí)驗(yàn)，分析影響三維水泥實(shí)體紋理合成的相關(guān)因素，同時(shí)采用三維顯示軟件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做可視化處理，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察評估。
　　(3)基于二維真實(shí)水泥圖像的水泥實(shí)體微觀結(jié)構(gòu)建模(2D-3D)
　　由于水泥具有各向同性的特點(diǎn)，因此可以從二維水泥紋理圖像獲得水泥實(shí)體的三維化數(shù)據(jù)信息。通過X，Y，Z三個(gè)方向來獲取水泥紋理信息，通過鄰域和灰度進(jìn)行