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基于CT三维重建与逆向工程技术的煤体数字模型的建立

发布时间:2018-04-28 02:54

  本文选题:CT + 三维重建 ; 参考:《岩土力学》2015年11期


【摘要】:为了建立能够表征煤体真实孔隙结构的数字模型,进而进行数值模拟研究,通过μCT225k VFCB高精度CT系统扫描得到了大柳塔煤矿长焰煤CT数据,可观测到的最小孔隙直径为1.94μm。使用基于Matlab语言的三维重建程序结合逆向工程技术,提出了一种将煤体CT三维数据转换为CAD数字模型的方法。以Ansys建立的煤体有限元模型为例,对煤体瓦斯渗流进行了模拟,分析了煤体孔隙内的速度及压力分布规律,并计算了沿X、Y、Z方向的渗透系数。计算结果表明:在微观尺度下(100μm)煤体渗透系数呈现各向异性,其受煤体结构的影响较明显。提出的基于CT三维重建结合逆向工程技术构建的煤体CAD数字模型不仅可进行有限元分析,同时也可以被EDEM等离散元分析软件所使用,拓宽了煤体CT三维数据的应用范围,丰富了煤体在微观尺度上的研究方法。
[Abstract]:In order to establish a digital model which can characterize the real pore structure of coal body and carry on the numerical simulation research, the CT data of long flame coal in Daliuta Coal Mine were obtained by high precision CT scanning with 渭 CT225k VFCB. The observed minimum pore diameter was 1.94 渭 m. A method of converting coal CT 3D data into CAD digital model is presented by using 3D reconstruction program based on Matlab language and reverse engineering technology. Taking the finite element model of coal body established by Ansys as an example, the seepage flow of coal body gas is simulated, the velocity and pressure distribution in coal pore is analyzed, and the permeability coefficient along the direction of XGY Z is calculated. The calculated results show that the permeability coefficient of 100 渭 m coal is anisotropic at the micro scale, which is obviously influenced by the coal structure. The CAD digital model based on CT 3D reconstruction combined with reverse engineering can not only be used for finite element analysis, but also used by discrete element analysis software such as EDEM, which widens the application range of coal CT 3D data. It enriches the research methods of coal body on micro scale.
【作者单位】: 山东科技大学矿山灾害预防控制-省部共建国家重点试验室培育基地;山东科技大学矿业与安全工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51304128) 山东省自然科学基金(No.ZR2013EEQ015) 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(No.20133718120013) 中国博士后科学基金资助项目(No.2013M541942)~~
【分类号】:TP391.7;TD712

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1813459

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