CN106227943A - 一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法，根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构参数，利用规则椭圆生成初始孔隙，通过椭圆的长轴和纵横比控制初始孔隙的几何形状与尺寸，之后添加一个服从某一概率分布函数的自由项，使得初始光滑表面变得粗糙，生成初始粗糙表面孔隙；若计算的目前模型总孔隙度则直接输出粗糙孔隙表面的二维模型；若采用与生成初始粗糙表面孔隙的相同方法，生成新的粗糙表面孔隙，之后将其与初始孔隙进行相交判断，在保证孔隙不相交的基础上，通过累加计算直至输出随机粗糙孔隙表面的二维模型。

Description

一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法

技术领域

本发明涉及一种随机孔隙生成方法，具体涉及一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法。属于岩石物理仿真建模技术领域。

背景技术

由于溶蚀、构造运动、水力压裂等因素的影响，地下岩石，尤其是碳酸盐岩地层中，发育着不同结构的孔隙，具有众多孔隙类型，构成了油气储集空间和渗流通道。碳酸盐岩的强非均质性、复杂构造内幕和断裂系统等，严重影响了基于弹性波理论的声波测井和地震勘探的精度，使得常规预测与模拟方法不能很好的适用于碳酸盐岩储层。除了岩石类型、孔隙度、孔隙尺寸和形状等常见因素外，孔隙表面特性，如表面粗糙度对于弹性波波速和电阻率特性也具有很大影响。

裂缝发育的碳酸盐岩难以取到有代表性的岩心，同时，岩石物理实验无法定量研究储层微观参数对岩石宏观物理属性的影响。作为解决工程实际问题的重要方法，数值模拟已成为研究复杂孔隙结构介质中弹性波传播特性的重要辅助方法。利用数值模拟不仅便于实现单一变量控制，同时能够避免人为误差，提高结果精度。然而，大部分数值建模方法都将不规则的孔隙形状简化成规则的光滑椭圆进行描述。这种处理方法存在以下缺点：(1)经过长时间的成岩作用，真实岩石孔隙表面都会变得不光滑，简单地将孔隙等效成光滑的椭圆或椭球与实际情况差距较大；(2)现有孔隙模拟方法无法保证孔隙随机分布，且大多采用圆形或圆球模拟颗粒填充，无法控制孔隙结构参数，不利于进行单因素分析。

根据碳酸盐岩地层孔隙分布实际情况，结合弹性波数值模拟方法，设计建立的具有不同粗糙度表面的随机分布孔隙模型，可用于大量分析碳酸盐岩孔隙结构参数对弹性波传播的影响。对于常规椭圆孔隙，结构参数中主要包含孔隙纵横比和孔隙特征尺寸两个参数，其中孔隙纵横比为孔隙短轴与长轴之比，特征尺寸表征了孔隙长轴大小。

目前对于大量随机椭圆生成方法主要集中于混凝土颗粒填充分析中，并应用级配理论对混凝土材料进行强度及断裂模拟研究。然而，实际地层孔隙的形状各异，电镜扫描分析显示了孔隙表面十分粗糙，尽管利用具有随机分布特征的长、短轴椭圆进行表征在宏观上展现了良好的性质匹配性，但是对于基于弹性波传播分析的测井及地震反演，以及基于电特性分析的电阻率测井等，忽略孔隙表面的粗糙程度会对结果造成不可预测的影响。真实岩石孔隙结构刻画方面，随着计算机技术的发展，数字岩心技术已成为研究孔隙微观结构的重要手段。然而高昂的CT扫描费用以及庞大的计算机性能需求，使得数字岩心只能应用于微尺度研究分析中，并不适合于岩石声电特性的分析。

得益于高精度和高可靠性，离散单元法与有限元分析相结合的方法在岩石物理模拟分析中得到了广泛应用。当前，国内外对于椭圆充填方法结合有限元分析模型中，在离散性较大的情况下依然存在重叠干涉的情况。若是模型中出现孔隙相交的情况，则会导致低的网格质量和奇异点的产生，进而导致结果的不收敛。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法，可根据某一概率密度函数生成随机粗糙表面，并可以控制最大粗糙程度。同时在孔隙分布方面，利用计算机真随机数生成方式，保证孔隙不相交的前提下，最大限度得使孔隙随机分布，并利用离散单元法和有限元分析相结合的方法进行岩石声电特性的模拟分析。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法，根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构参数，利用规则椭圆生成初始孔隙，通过椭圆的长轴和纵横比控制初始孔隙的几何形状与尺寸，之后添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项，使得初始光滑表面变得粗糙，生成初始粗糙表面孔隙；若计算的目前模型总孔隙度则直接输出粗糙孔隙表面的二维模型；若采用与生成初始粗糙表面孔隙的相同方法，生成新的粗糙表面孔隙，之后将其与初始孔隙进行相交判断，在保证孔隙不相交的基础上，通过累加计算直至输出粗糙孔隙表面的二维模型。

优选的，初始孔隙的具体生成方法是，综合考虑模型计算量和收敛性问题，将真实岩心和孔隙按照适当比例进行放大，确定二维平面坐标模拟区域(L，W)，其中L为Y方向长度，W为X方向长度，并在此区域内生成初始孔隙，即利用计算机真随机数生成方式，在模拟区域内随机产生椭圆中心点坐标和椭圆长轴倾斜角度，并根据给定的孔隙纵横比和椭圆方程生成椭圆坐标。

优选的，初始粗糙表面孔隙生成时，根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构，输入相应参数，包括孔隙尺寸、孔隙纵横比、孔隙度、粗糙指数，四者对应的分别是椭圆的长轴、纵横比、椭圆总面积与模拟区域面积之比、表面粗糙程度，通过在椭圆基础上添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项，形成粗糙表面孔隙。

优选的，相交判断的具体方法是，利用新孔隙相邻两点之间的连线与初始孔隙相邻两点之间的连线，进行两两相交判断，利用嵌套循环，对所有线段进行判断，若有某一组线段相交，则跳出循环，重新生成新孔隙，若均不相交，则在模拟区域内绘制新孔隙。

优选的，目前模型的总孔隙度是利用三角形剖分方法计算单一孔隙面积，然后累加计算得到的，用于监控模型孔隙度变化。

所述的随机孔隙生成方法，具体步骤包括：

(1)综合考虑模型计算量和收敛性等问题，将真实岩心和孔隙按照适当比例进行放大，在二维平面坐标下，坐标范围Range＝[x_min,x_max]×[y_min,y_max]；确定二维平面坐标模拟区域(L，W)，其中L为Y方向长度，W为X方向长度，并在此区域内生成孔隙；其中，x_min与x_max分别为最小与最大横坐标，y_min与y_max分别为最小与最大纵坐标；

(2)根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构，输入相应参数，包括孔隙尺寸Ra、孔隙纵横比AR、孔隙度粗糙指数η，四者对应的分别是椭圆的长轴、纵横比、椭圆总面积与模拟区域面积之比、表面粗糙程度；

(3)生成初始孔隙：利用计算机真随机数生成方式，在模拟区域内随机产生椭圆中心点坐标和角度，并根据孔隙纵横比和孔隙尺寸，结合椭圆方程生成初始椭圆坐标；在初始椭圆坐标的基础上加入一个随机自由项，使光滑表面变得粗糙，形成初始粗糙表面孔隙坐标(x_i,j,y_i,j)；判断目前模型总孔隙度则根据给定变量随机生成新椭圆，并通过添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项形成粗糙表面孔隙坐标(m_i,n_i)，并进入步骤(4)；否则，输出粗糙表面孔隙模型，结束循环；其中，i和j均为1到N的整数，N为大于1的整数，表示用N个点描述孔隙坐标；

(4)相交判断：判断新孔隙与初始孔隙是否相交，利用新孔隙相邻两点之间的连线(m_i+1,m_i),(n_i+1,n_i)与初始孔隙相邻两点之间的连线(x_i+1,j-1,x_i,j-1),(y_i+1,j-1,y_i,j-1)，进行两两线段相交判断，并利用嵌套循环，对所有线段进行判断，若有某一组线段相交，则跳出循环，并重复步骤(3)中的生成新孔隙的步骤；若均不相交，则在模型区域中绘制新孔隙，并令其坐标x_i,j＝m_i，y_i,j＝n_i；

(5)利用三角形剖分方法计算新孔隙面积area_j和周长，并累加计算新孔隙的总孔隙度及总孔隙周长C_current，其中

(6)重复步骤(4)和(5)，直到总孔隙度达到输入需要的孔隙度停止循环，即 输出粗糙孔隙表面的二维模型。

优选的，步骤(3)中，通过改变描述孔隙坐标点的个数N控制表示粗糙程度中的间距特征参数，并通过改变孔隙最大轮廓控制表示粗糙程度中的高度特征参数，所述孔隙最大轮廓是指孔隙峰顶线和谷底线之间的最大距离。

优选的，步骤(3)中，初始椭圆坐标为(x₀,y₀)，在其基础上加入一个服从某一概率分布函数的自由项。新生成的粗糙表面孔隙的坐标为(x,y)：

$\left\{\begin{array}{c}x\left(i\right)=x_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×sin\left(\mathrm{\θ}\right)\\ y\left(i\right)=y_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×cos\left(\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right.,i=1,2,...,N---\left(1\right)$

F(i)＝Ra×AR×η×Rand(i) (2)

$f\left(N\right)=\sqrt{1-\frac{i-N/4+1}{N/4}}---\left(3\right)$

式中，i为1到N的整数，N为大于1的整数，(x₀,y₀)为用N个点描述初始椭圆数据点坐标，θ为随机生成的椭圆长轴倾斜角度，η为定义的孔隙粗糙度指数，作为模型输入参数控制粗糙程度，变化范围可达到0～4，具有高η的孔隙表面意味着高的粗糙程度，反之亦然，当η＝0时输出光滑椭圆孔隙模型；F为表示粗糙度的自由项，与孔隙短轴有关，Rand用于生成一个0～1之间的按指定的概率密度函数分布的随机数，f(N)为控制最大波动范围函数，Ra为孔隙尺寸，AR为孔隙纵横比。

优选的，步骤(5)中的总孔隙周长C_current，可用于计算孔隙周长面积比等参数，同时通过离散单元法和有限元分析法相结合，可用于分析表面形态对岩石声电特性的影响。

本发明的有益效果：

天然岩心的孔隙形状复杂，为了分析粗糙孔隙表面带来的影响，在假设规则椭圆代表不同形状孔隙的基础上，通过改变椭圆的半长轴、纵横比控制孔隙的几何形状与尺寸。保持孔隙长轴不变，添加一个服从均匀分布形式的自由项，使得初始光滑表面变得粗糙。然后重新计算该单一粗糙孔隙的面积。由于在高频下，孔隙流体没有足够时间使达到压力平衡，相当于孤立不可流动的。因此在数值模型中，需要保证孔隙是不相交的。同时，不接触孔隙设置能够避免数值计算过程中奇异点的产生和低的网格质量。

本发明的二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法利用计算机真随机数生成方式，随机产生椭圆中心点坐标和角度，通过在初始光滑孔隙表面添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项来描述不同粗糙程度的孔隙表面，通过两两线段间的相交判断，避免了孔隙间相互重叠，可用于离散单元法与有限元分析结合的分析中，进而分析碳酸盐岩中孔隙结构对于声电特性的影响。相比于其他建模方法，具备以下优点：

1、将岩石孔隙表面粗糙度参数考虑进模型中，通过定义的孔隙粗糙指数可控制粗糙程度，该指数越大，表示表面越粗糙(起伏越大)。粗糙表面孔隙模型可最大限度的接近真实岩心孔隙形态。

2、所建立的模型的孔隙结构可以通过改变输入的孔隙纵横比、孔隙尺寸、孔隙度进行控制，孔隙结构参数便于调整，适合于开展大量单因素岩石声电特性分析。

3、充分利用计算机快速循环计算能力，通过两两线段间的相交判断，完全避免了孔隙间相互重叠，可模拟孔隙度范围达到0～30％，生成速度快，便于操作，适用于有限元计算分析，在相关模拟和仿真领域显著提高了适用性和精确性。

附图说明

图1为单一粗糙表面孔隙的产生及比较示意图；

图2为本发明实施例1中生成的二维光滑表面孔隙模型；

图3为本发明实施例2中生成的二维粗糙表面孔隙模型；

图4为本发明实施例3中生成的二维粗糙表面孔隙模型；

图5为本发明生成二维随机分布的粗糙孔隙表面模型的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

图5表示出了本发明生成二维随机分布的粗糙孔隙表面模型的步骤流程图，具体步骤如下：

(1)确定模拟二维粗糙孔隙表面模型的材料区域：

岩石物理实验中采用的岩心尺寸一般为的圆柱形岩心。天然岩心的孔隙形状复杂，孔隙尺寸平均在10～100μm量级，综合考虑模型计算量和收敛性问题，将真实岩心和孔隙按照适当比例进行放大。建模中设定二维材料区域大小为25cm×10cm(长×宽)的矩形。

(2)根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构，调节相应参数，包括孔隙尺寸(椭圆长轴)、孔隙纵横比(椭圆短轴与长轴之比)、孔隙度(椭圆总面积与材料区域面积之比)和孔隙粗糙指数(表示孔隙表面粗糙程度，越大表示表面越粗糙)。

(3)生成孔隙：利用计算机真随机数生成方式，随机产生椭圆中心点坐标和角度，并根据给定的孔隙纵横比和孔隙尺寸，结合椭圆方程生成椭圆坐标(x₀,y₀)。在初始椭圆坐标的基础上加入一个服从某一概率密度函数分布的自由项，使光滑表面变得粗糙，新生成的粗糙表面孔隙的坐标为(x,y)：

$\left\{\begin{array}{c}x\left(i\right)=x_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×sin\left(\mathrm{\θ}\right)\\ y\left(i\right)=y_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×cos\left(\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right.,i=1,2,...,N---\left(1\right)$

F(i)＝Ra×AR×η×Rand(i) (2)

$f\left(N\right)=\sqrt{1-\frac{i-N/4+1}{N/4}}---\left(3\right)$

式中，i为1到N的整数，N为大于1的整数，(x₀,y₀)为用N个点描述初始椭圆数据点坐标，θ为随机生成的椭圆长轴倾斜角度，η为定义的孔隙粗糙度指数，作为模型输入参数控制粗糙程度，变化范围可达到0～4，具有高η的孔隙表面意味着高的粗糙程度，反之亦然，当η＝0时输出光滑椭圆孔隙模型；F为表示粗糙度的自由项，与孔隙短轴有关，Rand用于生成一个0～1之间的按指定的概率密度函数分布的随机数，f(N)为控制最大波动范围函数，Ra为孔隙尺寸，AR为孔隙纵横比。图1为单一粗糙表面孔隙的产生及比较的示意图，举例的模型尺寸参数为Ra＝3mm，AR＝0.1，η＝4。

(4)相交判断：判断新生成的孔隙与原孔隙是否相交，由于椭圆是由N组坐标表示，因此可利用新孔隙的相邻两点之间的连线与原孔隙的相邻两点之间的连线作两两相交判断，利用嵌套循环，对所有线段进行判断，若有某一组线段相交，则跳出循环，并重复步骤(3)；若均不相交则根据坐标(x,y)在粗糙模型中绘制新的粗糙孔隙。

(5)利用三角形剖分方法计算新生成的孔隙面积area_j(cm²)和周长，并累加计算新孔隙的总孔隙度及总孔隙周长C_current，其中

(6)重复步骤(4)和(5)，直到满足则输出粗糙孔隙表面的二维模型。

实施例1：

在二维材料区域大小为25cm×10cm(长×宽)中，设定孔隙度为10％，孔隙尺度Ra为0.5mm，孔隙纵横比AR为0.5，孔隙表面粗糙指数η为0。Rand设置为产生服从均匀分布的0～1之间的随机数。每个孔隙用20个点来描述。由于粗糙指数为0，因此对于每个孔隙，通过公式(2)可计算表示粗糙度的自由项F其数值均为0。依据上述方法生成的二维孔隙模型为光滑表面孔隙模型如图2所示。孔隙表面总周长1567.9mm。该模型在i5-2320CPU，8G RAM的计算机下生成时间约为20秒，模型生成速度快。

实施例2：

在二维材料区域大小为25cm×10cm(长×宽)中，设定孔隙度为10％，孔隙尺度Ra为0.3mm，孔隙纵横比AR为0.1，孔隙表面粗糙指数η为2。Rand设置为产生服从均匀分布的0～1之间的随机数。每个孔隙用20个点来描述。因此对于每个孔隙，通过公式(2)可计算表示粗糙度的自由项F，为具有20个数据的向量，数值范围是0～0.06mm。依据上述方法生成的二维粗糙孔隙表面模型如图3所示。孔隙表面总周长5628.8mm。该模型在i5-2320CPU，8G RAM的计算机下生成时间约为2分钟，模型生成速度较快。

实施例3：

在二维材料区域大小为25cm×10cm(长×宽)中，设定孔隙度为30％，孔隙尺度Ra为0.5mm，孔隙纵横比AR为0.1，孔隙表面粗糙指数η为4。Rand设置为产生服从均匀分布的0～1之间的随机数。每个孔隙用40个点来描述。因此对于每个孔隙，通过公式(2)可计算表示粗糙度的自由项F，为具有40个数据的向量，数值范围是0～0.2mm。依据上述方法生成的二维粗糙孔隙表面模型如图4所示。孔隙表面总周长7607.8mm。该模型在i5-2320CPU，8G RAM的计算机下生成时间约为3分钟。对比图2和图3可以看到，孔隙表面粗糙指数越大，单个孔隙的表面更加粗糙。因此可用孔隙表面粗糙指数表示粗糙程度。

与现有技术相比，本发明二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法提供了一种考虑孔隙表面粗糙度的随机孔隙生成方法，该方法利用计算机真随机数生成方式，随机产生椭圆中心点坐标和角度，通过在初始光滑孔隙表面添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项来描述不同粗糙程度的孔隙表面，通过两两线段间的相交判断，避免了孔隙间相互重叠，可用于离散单元法与有限元分析结合的分析中，进而可分析碳酸盐岩中孔隙结构对于岩石声电特性的影响，模型生成速度快，便于操作，在相关模拟和仿真领域显著提高了适用性和精确性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种二维不同表面粗糙度的随机孔隙生成方法，其特征在于，根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构参数，利用规则椭圆生成初始孔隙，通过椭圆的长轴和纵横比控制初始孔隙的几何形状与尺寸，之后添加一个服从某一概率密度函数分布的自由项，使得初始光滑表面变得粗糙，生成初始粗糙表面孔隙；若计算的目前模型总孔隙度则直接输出粗糙孔隙表面的二维模型；若采用与生成初始粗糙表面孔隙的相同方法，生成新的粗糙表面孔隙，之后将其与初始孔隙进行相交判断，在保证孔隙不相交的基础上，通过累加计算直至输出粗糙孔隙表面的二维模型。

2.根据权利要求1所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，初始孔隙的具体生成方法是，结合模型计算量和收敛性，将真实岩心和孔隙按照适当比例进行放大，确定二维平面坐标模拟区域(L，W)，其中L为Y方向长度，W为X方向长度，并在此区域内生成初始孔隙，即利用计算机真随机数生成方式，在模拟区域内随机产生椭圆中心点坐标和椭圆长轴倾斜角度，并根据孔隙纵横比和椭圆方程生成椭圆坐标。

3.根据权利要求1所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，初始粗糙表面孔隙生成时，根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构，输入相应参数，包括孔隙尺寸、孔隙纵横比、孔隙度、粗糙指数，四者对应的分别是椭圆的长轴、纵横比、椭圆总面积与模拟区域面积之比、表面粗糙程度，通过在椭圆基础上添加一个服从某一概率分布函数的自由项，形成粗糙表面孔隙。

4.根据权利要求1所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，相交判断的具体方法是，利用新孔隙相邻两点之间的连线与初始孔隙相邻两点之间的连线，进行两两相交判断，利用嵌套循环，对所有线段进行判断，若有某一组线段相交，则跳出循环，重新生成新孔隙，若均不相交，则在模拟区域内绘制新孔隙。

5.根据权利要求1所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，目前模型的总孔隙度是利用三角形剖分方法计算单一孔隙面积，然后累加计算得到的，用于监控模型孔隙度变化。

6.根据权利要求1所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，具体步骤包括：

(1)综合考虑模型计算量和收敛性等问题，将真实岩心和孔隙按照适当比例进行放大，在二维平面坐标下，坐标范围Range＝[x_min,x_max]×[y_min,y_max]；确定二维平面坐标模拟区域(L，W)，其中L为Y方向长度，W为X方向长度，并在此区域内生成孔隙；其中，x_min与x_max分别为最小与最大横坐标，y_min与y_max分别为最小与最大纵坐标；

(2)根据需要模拟的孔隙度和孔隙结构，输入相应参数，包括孔隙尺寸Ra、孔隙纵横比AR、孔隙度粗糙指数η，四者对应的分别是椭圆的长轴、纵横比、椭圆总面积与模拟区域面积之比、表面粗糙程度；

(3)生成初始孔隙：利用计算机真随机数生成方式，在模拟区域内随机产生椭圆中心点坐标和角度，并根据孔隙纵横比和孔隙尺寸，结合椭圆方程生成初始椭圆坐标；在初始椭圆坐标的基础上加入一个服从某一概率分布函数的自由项，使光滑表面变得粗糙，形成初始粗糙表面孔隙坐标(x_i,j,y_i,j)；判断目前模型总孔隙度则根据给定变量随机生成新椭圆，并通过添加自由项形成粗糙表面孔隙坐标(m_i,n_i)，并进入步骤(4)；否则，输出粗糙表面孔隙模型，结束循环；其中，i和j均为1到N的整数，N为大于1的整数，表示用N个点描述孔隙坐标；

(4)相交判断：判断新孔隙与初始孔隙是否相交，利用新孔隙相邻两点之间的连线(m_i+1,m_i),(n_i+1,n_i)与初始孔隙相邻两点之间的连线(x_i+1,j-1,x_i,j-1),(y_i+1,j-1,y_i,j-1)，进行两两线段相交判断，并利用嵌套循环，对所有线段进行判断，若有某一组线段相交，则跳出循环，并重复步骤(3)中的生成新椭圆步骤；若均不相交，则在模型区域中绘制新孔隙，并令其坐标x_i,j＝m_i，y_i,j＝n_i；

(5)利用三角形剖分方法计算新孔隙面积area_j和周长，并累加计算新孔隙的总孔隙度及总孔隙周长C_current，其中

(6)重复步骤(4)和(5)，直到总孔隙度达到输入需要的孔隙度停止循环，即 输出粗糙孔隙表面的二维模型。

7.根据权利要求6所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，步骤(3)中，通过改变描述孔隙坐标点的个数N控制表示粗糙程度中的间距特征参数，并通过改变孔隙最大轮廓控制表示粗糙程度中的高度特征参数，所述孔隙最大轮廓是指孔隙峰顶线和谷底线之间的最大距离。

8.根据权利要求6所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，步骤(3)中，初始椭圆坐标为(x₀,y₀)，在其基础上加入一个随机自由项，新生成的粗糙表面孔隙的坐标为(x,y)：

$\left\{\begin{array}{c}x\left(i\right)=x_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×sin\left(\mathrm{\θ}\right)\\ y\left(i\right)=y_0\left(i\right)\±F\left(i\right)\×f\×cos\left(\mathrm{\θ}\right)\end{array}\right.,i=1,2,...,N---\left(1\right)$

F(i)＝Ra×AR×η×Rand(i) (2)

$f\left(N\right)=\sqrt{1-\frac{i-N/4+1}{N/4}}---\left(3\right)$

式中，i为1到N的整数，N为 大于1的整数，(x₀,y₀)为用N个点描述初始椭圆数据点坐标，θ为随机生成的椭圆长轴倾斜角度，η为定义的孔隙粗糙度指数，作为模型输入参数控制粗糙程度，变化范围可达到0～4，具有高η的孔隙表面意味着高的粗糙程度，反之亦然，当η＝0时输出光滑椭圆孔隙模型；F为表示粗糙度的自由项，与孔隙短轴有关，Rand用于生成一个0～1之间的按指定的概率密度函数分布的随机数，f(N)为控制最大波动范围函数，Ra为孔隙尺寸，AR为孔隙纵横比。

9.根据权利要求6所述的随机孔隙生成方法，其特征在于，步骤(5)中的总孔隙周长C_current，可用于计算孔隙周长面积比等参数，同时通过离散单元法和有限元分析法相结合的方法，可用于分析表面形态对岩石声电特性的影响。