基于MATLAB的多孔介质结构建模与输运特性仿真工具

资 源 简 介

该项目提供基于MATLAB的三维多孔介质结构生成、微观特征量化及流体输运模拟的一体化解决方案。支持自定义孔隙率参数，自动计算孔隙网络连通性等结构指标，并实现微观输运过程的可视化分析。

详 情 说 明

基于MATLAB的三维多孔介质空间结构与输运特性仿真分析项目

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，实现三维多孔介质的几何建模、微观结构分析和流体输运特性仿真。通过随机几何建模算法，构建具有特定孔隙特征的三维多孔介质模型，并应用数值模拟方法分析其内部流体输运行为。项目可为地质勘探、材料科学、生物组织工程等领域的多孔介质研究提供有效的数值仿真工具。

功能特性

• 三维多孔介质建模：采用随机几何建模算法，生成具有用户指定孔隙率、孔径分布和拓扑结构的三维多孔介质几何模型
• 微观结构分析：计算孔隙网络连通性、有效孔隙率、比表面积等关键结构参数，定量表征介质内部结构特征
• 流体输运模拟：基于有限体积法，模拟多孔介质内流体（气体/液体）的稳态/瞬态渗透和扩散过程
• 可视化展示：生成高质量三维可视化图形，直观展示多孔介质内部结构、流体速度场分布和压力分布特征
• 实验验证：提供仿真结果与实验数据的对比分析功能，验证模型准确性

使用方法

1. 参数配置：在相应配置文件中设置介质特性参数（孔隙率、孔径分布等）、几何约束条件（区域尺寸、边界条件）和物理参数（流体粘度、压力梯度等）
2. 模型生成：运行主程序生成三维多孔介质模型，系统将自动保存三维网格文件（STL格式）
3. 结构分析：执行微观结构分析模块，获取孔隙率统计、连通性分析等结构参数
4. 输运模拟：启动流体输运仿真，计算渗透率、扩散系数等输运特性指标
5. 结果可视化：查看生成的三维结构渲染图、流体场分布云图和压力等值面图
6. 数据分析：导出定量分析报告，包含关键指标统计和实验验证数据对比

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，Linux或macOS
• MATLAB版本：R2020a或更高版本
• 必需工具箱：Image Processing Toolbox，Partial Differential Equation Toolbox，Statistics and Machine Learning Toolbox
• 内存建议：至少8GB RAM（处理大型模型建议16GB以上）
• 存储空间：至少2GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件作为项目入口，集成了完整的仿真流程控制功能。该文件实现用户交互界面，协调各功能模块有序执行，包括介质模型构建、结构参数计算、流体场求解以及结果可视化与输出。通过调用底层算法模块，完成从参数输入到最终分析报告生成的全过程自动化处理，并提供运行时进度提示和错误诊断信息。