[发明专利]一种基于生成元的裂纹生成方法、存储介质及终端设备

说明书

本发明公开了一种基于生成元的裂纹生成方法、存储介质及终端设备，其中，方法包括步骤：获取待处理裂纹图像中裂纹点的坐标数据；对所述裂纹点坐标数据进行方向概率分解，获得裂纹生成元数据；设置组合数n‑1，将所述裂纹生成元数据中的每一段裂纹重新排列后依次连接，形成n‑1条裂纹生成元，并获得n‑1条裂纹生成元的点坐标数据；对所述n‑1条裂纹生成元进行放缩变换和平移变换处理并首尾连接组合成新的裂纹。本发明提供的基于生成元的裂纹生成方法操作简便，可批量生成具备统计特征的裂纹，弥补了随机生成裂纹难以具备统计特征的空白，极大地方便了科研工作者对裂纹萌生、发育、扩展的研究。

技术领域

本发明涉及裂纹表征与建模技术领域，尤其涉及一种基于生成元的裂纹生成方法、存储介质及终端设备。

背景技术

随着学者们研究地不断深入，基于岩石、混凝土等材料中原生的裂纹/节理/裂缝，对其渗流特征和力学特征等进行研究受到极大的关注。

在对岩石、混凝土等材料中的原生裂纹进行研究时，通常可通过实验室观测和表征进行研究，也可以通过数值模拟等手段进行力学分析，获得规律。无论是实验室研究，还是数值模拟，对其裂纹形态的构建一直是分析其力学特征的重要条件。获得的裂纹形态相似度越高，相关表征参数越接近，越能观测到一些复杂结构影响下的力学效应，以指导实际工程。在当前的裂纹生成手段中，可通过布朗运动、分形插值等方法进行构建。其中，布朗运动形成的裂纹随机性过大，不利于表征和区分；分形插值构建的裂纹虽然可以采用分形维数进行表征，但缺乏一定的统计特征，使用起来也存在诸多的限制。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于生成元的裂纹生成方法、存储介质及终端设备，旨在解决现有技术中尚未有构建相同的统计概率特征的裂纹生成方法的问题。

本公开的技术方案如下：

一种基于生成元的裂纹生成方法，其中，包括以下步骤：

获取待处理裂缝图像，通过图像处理方法获得裂纹点坐标数据；

对所述裂纹点坐标数据进行方向概率分解，获得裂纹生成元数据；

设置组合数n-1，将所述裂纹生成元数据中的每一段裂纹重新排列后依次连接，形成n-1条裂纹生成元，并获得n-1条裂纹生成元的点坐标数据；

对所述n-1条裂纹生成元进行放缩变换和平移变换处理并首尾连接组合成新的裂纹。

所述基于生成元的裂纹生成方法，其中，通过图像处理方法获得裂纹点坐标数据的步骤包括：

对待处理裂纹图像进行二值化处理；

对经过二值化处理的裂纹图像进行形态学细化处理，获得标准裂纹轮廓线图像；

通过提取所述标准裂纹轮廓线图像中的裂纹所在像素位置，获得裂纹点的坐标数据，记为F＝{f_i},f_i＝(x_i,y_i,z_i)^T,i＝1,2...,n，其中，F表示裂纹点的集合，符号T表示转置，f₁表示裂纹线中第i个点的坐标，则裂纹起点为f₁＝(x₁,y₁,z₁)^T，裂纹终点为f_n＝(x_n,y_n,z_n)^T。

所述基于生成元的裂纹生成方法，其中，对所述裂纹点坐标数据进行方向概率分解，获得裂纹生成元数据的步骤包括：

根据所述裂纹点坐标数据计算每一段裂纹的成长向量；