CN109598074A - 膏体充填仿真分析方法与平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Fluent的膏体充填输送仿真分析方法，涉及膏体充填料管道输送技术领域。膏体充填仿真分析方法包括：获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。本公开提供的膏体充填仿真分析方法代替实验，重复性好，能够虚拟验证设计方案，极大地简化了膏体充填仿真过程、提高设计效率、降低设计成本。

Description

膏体充填仿真分析方法与平台

技术领域

本公开涉及膏体充填料管道输送技术领域，具体而言，涉及一种膏体充填仿真分析方法与平台。

背景技术

充填采矿法是深井开采的主要采矿方法之一，是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。近些年来提高胶结充填体强度.使用管道水力输送充填料浆(膏体)是充填采矿法的主要发展趋势之一，因此在充填料浆的制备、输送和充填体的强度等关键技术中，充填料浆的流变性能和强度特性是一个研究热点。由于开采地表和井下高差大，料浆(膏体)在输送过程中流速快、压力大、管道磨损速率大，导致管道易发生磨穿、堵管及爆管事故，对充填系统的正常运行造成很大的影响。

目前针对充填料浆管道输送过程即管道输送性能的研究，主要是以室内实验或工业实验为主。实验是指通过全尺寸环管实验测定料浆的流变参数和管道输送压力分布，进而计算管道输送阻力损失，为后期充填系统设计提供设计参数。为获得最优管道输送参数，需要进行大量的环管实验，但是由于实验的人力物力成本高，从经济角度很难实现，往往只能根据少量的代表性实验结果进行理论推导，这样获得的参数存在很大的局限性和片面性。

随着软硬件性能的快速提升、仿真技术的发展，很多大型商业软件为更深入、动态的研究管道输送提供了有力支撑。然而，这些仿真软件的使用专业要求太高，而仿真能力的建设是一个系统而长期的过程，充填系统设计人员很难通过短期学习提高仿真能力并快速进行现场优化设计。

因此，需要一种简单易用的分析充填料浆管道输送过程的方法。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种膏体充填仿真分析方法与膏体充填仿真分析平台，用于至少在一定程度上克服相关技术中软件数值仿真工作对人员的专业性要求高，掌握难度大的缺陷。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种膏体充填仿真分析方法，包括：获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设仿真模型的形成过程包括：

通过预设次数的环管充填实验获取Herschel-Bulkley模型的实验结果；

建立所述预设仿真模型；

根据所述环管充填实验的管道几何参数调整所述预设仿真模型的几何参数，根据预设材料物理参数和预设求解参数运行所述预设仿真模型，获取仿真解；

根据所述仿真解与所述实验结果之间的差值调整所述预设材料物理参数，直至所述差值小于预设值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述建立所述预设仿真模型包括利用SolidWorks建模软件建立三维仿真模型、利用Meshning软件进行网格划分、利用Fluent软件进行三维仿真计算。

在本公开的一种示例性实施例中，所述管道几何参数包括管道结构参数和监测点位置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述充填材料参数包括初始条件参数和料浆物理性质参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述求解参数包括初始化数值和时间步长、迭代总步数以及数据存储频率。

在本公开的一种示例性实施例中，所述初始条件参数包括料浆体积、罐内液位、初始压力和出口压力，所述料浆物理性质参数包括料浆质量浓度、尾砂比重、密度、定压热容、热导率、粘度、一致性指数、幂指数、临界屈服应力以及临界剪切速率。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种膏体充填仿真分析平台，包括：

仿真参数获取模块，设置为获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；

仿真模型调整模块，设置为根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；

求解模块，设置为根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；

显示模块，设置为以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

根据本公开的第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器；以及耦合到所属存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上述任意一项所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的膏体充填仿真分析方法。

本公开实施例提供的膏体充填仿真方法通过使用仿真实验与现场实验结合来确定计算模型，并通过对仿真过程的设计和封装规范了仿真分析过程，搭建了易于操作和掌握的向导化分析模板，使设计人员和现场施工人员只需提供必要的设计参数即可通过大量仿真计算代替现场实验，不必考虑繁琐的仿真设置和计算过程，也无需学习有限元知识，在保证了仿真结果的高准确性的同时大大降低了仿真工具的使用难度，降低了膏体充填分析成本，提高了分析效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中膏体充填仿真分析方法的流程图。

图2示意性示出本公开示例性实施例中膏体充填仿真分析方法的子流程图。

图3A～图3D示意性示出本公开示例性实施例中膏体充填仿真分析工具的界面示意图。

图4示意性示出本公开一个示例性实施例中一种膏体充填仿真分析平台的方框图。

图5示意性示出本公开一个示例性实施例中一种电子设备的方框图。

图6示意性示出本公开一个示例性实施例中一种计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、平台、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器平台和/或微控制器平台中实现这些功能实体。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1示意性示出本公开示例性实施例中膏体充填仿真分析方法的流程图。参考图1，膏体充填仿真分析方法100可以包括：

步骤S102，获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；

步骤S104，根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；

步骤S106，根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；

步骤S108，以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

本公开实施例提供的膏体充填仿真方法通过使用仿真实验与现场实验结合来确定计算模型，并通过对仿真过程的设计和封装规范了仿真分析过程，搭建了易于操作和掌握的向导化分析模板，使设计人员和现场施工人员只需提供必要的设计参数即可通过大量仿真计算代替现场实验，不必考虑繁琐的仿真设置和计算过程，也无需学习有限元知识，在保证了仿真结果的高准确性的同时大大降低了仿真工具的使用难度，降低了膏体充填分析成本，提高了分析效率。

下面，对膏体充填仿真分析方法100的各步骤进行详细说明。

在步骤S102，获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数。

上述参数可以由工作人员手动设置，或通过调用已填写好的参数模板来设置(这些参数模板分别保存了针对多种情况的多组参数默认值)。

在一些实施例中，管道几何参数可以包括管道结构参数和监测点位置，例如管道的直径、各部位尺寸、监测点距离管道入口的尺寸等参数。

充填材料参数可以包括初始条件参数和料浆物理性质参数，其中，初始条件参数包括但不限于料浆体积、罐内液位、初始压力和出口压力，料浆物理性质参数包括但不限于料浆质量浓度、尾砂比重、密度、定压热容、热导率、粘度、一致性指数、幂指数、临界屈服应力以及临界剪切速率。

求解参数可以包括初始化数值和时间步长、迭代总步数以及数据存储频率等。

在步骤S104，根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数。

在本公开实施例中，仿真过程主要通过已经建立好的仿真模型来实现，参考图2，该仿真模型的建立主要可以包括：

步骤S21，通过预设次数的环管充填实验获取Herschel-Bulkley模型的实验结果；

步骤S22，建立所述预设仿真模型；

步骤S23，根据所述环管充填实验的管道几何参数调整所述预设仿真模型的几何参数，根据预设材料物理参数和预设求解参数运行所述预设仿真模型，获取仿真解；

步骤S24，根据所述仿真解与所述实验结果之间的差值调整所述预设材料物理参数，直至所述差值小于预设值。

首先，可以通过预设次数的环管充填实验，进行膏体流变特性测试，预测流变模型—Herschel-Bulkley模型的实验结果：

τ＝τ₀+Kγⁿ……………………………(1)

式中：τ为剪切应力，单位为Pa；τ₀为屈服应力，单位为Pa；K为刚度系数，单位为Pa.s；n为流态性能指数，n＜1；γ是剪切速率。

可以通过多组实验测得多组τ与γ，然后将这几组实验数据拟合，获得性能指数τ₀、K和n，这些结果用于物性参数中粘度的设置。

接下来，可以创建环管充填管道系统三维模型，生成网格，进行数值仿真计算。在本公开实施例中，创建仿真模型主要基于Fluent软件(通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动)来实现。

创建仿真模型的示例性过程如下：

(1)运行Fluent，选择合适的解算器：3D；

(2)输入网格，检查网格，设置模型尺寸；

(3)选择解的格式和基本方程；

(4)指定材料物理性质和边界条件；

(5)设置监测数据，初始化流场，进行计算；

(6)输出仿真结果。

将数值仿真得到的指定位置的压差和速度与实验获得的该些指定位置的压差和速度进行对比分析，通过大量仿真计算反复修正模型参数，模型参数例如剪切应力、屈服应力、刚度系数、流态性能指数、剪切速率以及临界剪切速率等。

在一些实施例中，通过实验数据校正仿真模型后，还可以进行几种工况的实验，验证修正后的模型，以确定模型准确性。

计算模型经过仿真实验和现场实验的验证后，不仅周期短、重复性好，还能准确地预测实验结果，验证设计方案，降低研发成本，缩短研发周期。

步骤S106，根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据。

在本步骤中，可以通过初始化数值、时间步长、迭代总步数等求解参数，求解监控点的压力场分布数据和速度场分布数据。

步骤S108，以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

在本公开实施例中，为直观显示监测点的压力场变化和速度场变化，使用数值-图形工具来将数值进行图形化处理。在一些实施例中，点击一个监测点，可以看到该监测点的压力场变化图和速度场变化图。

针对以上方法，本公开提供了一种封装好的膏体充填仿真工具，在准确可靠的仿真模型基础上，基于Fluent软件开发膏体充填仿真工具。

图3A～图3D是本公开仿真工具的界面示意图。

参考图3A～图3D，膏体充填仿真工具主要可以包括几何参数配置模块(图3A)、材料参数配置模块(图3B)、求解参数配置模块(图3C)、仿真结果显示模块(图3D)。在此基础上，还可以设置登录模块，用于管理登录权限，接收用户名、密码和验证码的输入。

下面以使用C#语言开发该仿真工具为例进行说明：

图3A所示界面可以作为主界面窗口，并被设置为父窗体，窗体的IsMdiContainer属性设置为True；

添加Panel控件和treeView控件，其中treeView控件集合中包括参数设置和结果显示两部分，参数设置主要包括三个子项：几何参数、材料参数和求解参数；结果显示下包括两个子项：压力场显示、速度场显示，如图3D所示。

几何参数设置模块(图3A)可以包括结构参数和压力监测点位置两个部分。界面上所有参数可保存于文本文档中，便于下次使用时直接调用。可以设置纠错功能，即在界面上存在空值时进行错误提示。保存的参数可直接替代Fluent运行的脚本文件中对应的设置参数。如点击保存按钮，监测点的位置坐标E1、E2、E3直接写入Fluent的脚本文件中，在Fluent中实现设定指定坐标位置的点，操作命令如下：

/display/surface/point-surface point-1E1E2E3。

材料参数设置模块(图3B)被三个groupBox控件分割成三个部分：实验初始条件设定、实验料浆参数、物性参数。以物性参数-粘度为例，点击保存按钮，相关参数E4、E5、E6、E7写入Fluent脚本文件，对应的操作命令如下行所示：

/define/materials/change-create air slurry yes constant 1720 yesconstant 1006.43 yes constant 0.0242 yes herschel-bulkley shear-rate-dependent E4 E5 E6 E7 no no no no no no。

求解参数设置模块(图3C)包括参数初始化和计算参数设定两个部分，压力参数E8、E9、E10、E11、E12、E13、E14的初始化如下所示：

/adapt/mark-inout-hexahedron yes no E8 E9 E10 E11 E12 E13

/solve/patch/mixture()0(0)pressure E14。

所有参数成功写入脚本文件后，调用Fluent软件包开始仿真计算，调用Fluent代码为：

process.StandardInput.WriteLine(\\file)；

string exePath＝@"D:\Program Files\ANSYS Inc\v180\Fluent\ntbin\win64\Fluent.exe"；

process.StandardInput.WriteLine(\\file+"\""+exePath+"\""+"3d"+"-i"+"fill_C.jou")；

结果显示设置模块(图3D)包括速度场显示和压力场显示两部分，可实时显示监测点位置的速度变化和压力变化。

总之，可以点击图3A～图3D，输入各参数后点击保存按钮以传递参数，最后点击图3D中的“开始计算”按钮开始仿真计算，既可简单便捷地仿真多个监测点的压力场变化和速度场变化。通过本公开提供的仿真工具进行大量仿真计算，对得到的仿真数据进行有效的分析和管理以用于工程设计分析，可以极大提升充填工艺参数的确定和工程设计的效率。

本公开实施例基于专业仿真分析软件Fluent进行二次开发，对仿真计算的前处理过程(包括模型尺寸、边界条件设置、计算求解等)以及后处理过程(模拟结果输出、分析)进行全封装，即将模型导入、边界条件设置、求解器设置、仿真运算、结果输出等一系列复杂、繁琐、重复的操作全封装，提供了具有全新分析界面和环境的膏体充填仿真分析软件包，将充填仿真计算的流程、仿真专家的经验标准化、软件化，使设计人员能直接使用进行分析和比选，降低了充填仿真分析的难度和工作量，即使是现场设计和施工人员也可通过简单的参数输入完成复杂、繁琐的仿真前设置，获得仿真结果和数据，快速进行方案验证和工艺优化，极大地提升了分析效率。

对应于上述方法实施例，本公开还提供一种膏体充填仿真分析平台，可以用于执行上述方法实施例。

图4示意性示出本公开一个示例性实施例中一种膏体充填仿真分析平台的方框图。

参考图4，膏体充填仿真分析平台400可以包括：

仿真参数获取模块402，设置为获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；

仿真模型调整模块404，设置为根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；

求解模块406，设置为根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；

显示模块408，设置为以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

本发明利用C#语言实现了基于Fluent的膏体充填仿真计算流程和仿真专家经验的全封装，所得到的仿真分析软件将工艺设计相关参数置于前台，仿真计算的设置过程固化后置于后台。现场设计人员只需完成工艺参数的简单输入，即可实现整个仿真过程，得到仿真计算结果，用于工程方案的比选和优化。以上技术方案仅用于说明本发明，而非对本发明保护范围的限制，通过其他编程语言对本发明的修改和变型也属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。

由于平台400的各功能已在其对应的方法实施例中予以详细说明，本公开于此不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图5来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备500。图5显示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图1中所示的步骤S102：获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；步骤S104：根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；步骤S106：根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；步骤S108：以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)5201和/或高速缓存存储单元5202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)5203。

存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5205的程序/实用工具5204，这样的程序模块5205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备500也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器550与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器560通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端平台、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

参考图6所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种膏体充填仿真分析方法，其特征在于，包括：

获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；

根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；

根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；

以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

2.如权利要求1所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述预设仿真模型的形成过程包括：

通过预设次数的环管充填实验获取Herschel-Bulkley模型的实验结果；

建立所述预设仿真模型；

根据所述环管充填实验的管道几何参数调整所述预设仿真模型的几何参数，根据预设材料物理参数和预设求解参数运行所述预设仿真模型，获取仿真解；

根据所述仿真解与所述实验结果之间的差值调整所述预设材料物理参数，直至所述差值小于预设值。

3.如权利要求2所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述建立所述预设仿真模型包括利用SolidWorks建模软件建立三维仿真模型、利用Meshning软件进行网格划分、利用Fluent软件进行三维仿真计算。

4.如权利要求1所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述管道几何参数包括管道结构参数和监测点位置。

5.如权利要求1所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述充填材料参数包括初始条件参数和料浆物理性质参数。

6.如权利要求1所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述求解参数包括初始化数值和时间步长、迭代总步数以及数据存储频率。

7.如权利要求5所述的膏体充填仿真分析方法，其特征在于，所述初始条件参数包括料浆体积、罐内液位、初始压力和出口压力，所述料浆物理性质参数包括料浆质量浓度、尾砂比重、密度、定压热容、热导率、粘度、一致性指数、幂指数、临界屈服应力以及临界剪切速率。

8.一种膏体充填仿真分析平台，其特征在于，包括：

仿真参数获取模块，设置为获取管道几何参数、充填材料参数以及求解参数；

仿真模型调整模块，设置为根据所述管道几何参数调整预设仿真模型的几何尺寸和监控点位置，根据所述充填材料参数调整所述预设仿真模型的材料物理参数；

求解模块，设置为根据所述求解参数运行所述预设仿真模型，获得所述监控点位置的压力场变化数据和速度场变化数据；

显示模块，设置为以图形形式显示所述压力场变化数据和所述速度场变化数据。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器；以及

耦合到所属存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-7任一项所述的膏体充填仿真分析方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的膏体充填仿真分析方法。