基于马氏随机场与实体纹理合成的水泥水化过程反向建模研究

项目名称： 基于马氏随机场与实体纹理合成的水泥水化过程反向建模研究

项目编号： No.61203105

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化学科

项目作者： 王琳

作者单位： 济南大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 水泥水化过程及其微观结构演化的建模与模拟是揭示水泥水化原理、预测水化过程、研究微结构与性能之间的关系及改进高性能水泥材料设计的有效手段。然而，由于水泥水化过程的极端复杂性，人们未能建立可反映物相分布的真实或接近真实的三维微观结构，没能找到面向真实三维微观结构的水化过程模拟方法，也没能搭建一种可以完整精确的描述物相变化、强度发展和指标演化及其关系的动力系统。本课题将在先期研究已获得数据的基础上，探索建立接近真实三维微观结构演化的水化仿真系统。首先利用实体纹理合成技术合成带有物相分布的三维微元，然后采用马尔可夫随机场模型分析该微元，并在基于国产架构的千万亿次超级计算环境下反向建立起随机场参数演化关系的动力系统。以此动力系统为核心，形成一个基于马尔可夫随机场与实体纹理合成的水泥水化仿真系统，模拟物相变化，生成高度逼真的三维微观结构并反映指标演化。为水泥水化过程真实微观结构的仿真与模拟奠定基础。

中文关键词： 系统仿真；水泥水化；反向建模；智能计算；高性能计算

英文摘要： Computer modeling and simulation for cement hydration and microstructure evolution have been proven to be a useful tool for understanding the chemical mechanism of cement hydration, predicting the properties of hydration process, researching the relationship between microstructure and performance and improving the design of high performance cement material. However, due to the extreme complexity of the cement hydration process, it has not been found that the real or close to the real microstructure which reflects the distibution of phases. Furthermore, pepole failed to establish the real 3D microstructure's simulation method for hydration process, and also failed to find an kinetics system aims to accurate describe the complete change of phase, strength development, evolution of various indicators and their relationship. Based on obtained data, this project will explore building a close to the real microstructure simulation system for cement hydration. First, synthesize 3D microstructure with phase distributation using solid texture synthesis. Then, analyse this microstructure using markov random field. Finally, reverse extract the kinetics of parameters of markov random field in the environment of domestic architecture based petaflop supercomputer. Taking this kinetics system as the core, build a cement hydra

英文关键词： System Simulation；Cement Hydration；Reverse Modeling；Intelligent Computing；High Performance Computing