元胞自動(dòng)機(jī)環(huán)境下水泥水化過(guò)程模擬及算法.pdf

1、水泥水化過(guò)程是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，水泥水化計(jì)算機(jī)模擬作為水泥材料研究的一個(gè)方面，對(duì)于研究并預(yù)測(cè)水泥性能有重大意義和實(shí)用價(jià)值，是目前科學(xué)研究的重點(diǎn)。美國(guó)NIST的CEMHYD3D軟件是模擬水泥水化過(guò)程和水泥漿體微觀結(jié)構(gòu)演變的計(jì)算機(jī)模擬軟件，是水泥水化計(jì)算機(jī)模擬這一研究的領(lǐng)域的重要成果。
　　 本文通過(guò)認(rèn)真研究并分析CEMHYD3D軟件的源代碼和附帶指導(dǎo)說(shuō)明文字，詳細(xì)論述了水泥水化模擬過(guò)程，水化模型程序結(jié)構(gòu)及其中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并

2、在此基礎(chǔ)上著重論述元胞自動(dòng)機(jī)理論對(duì)水化過(guò)程的指導(dǎo)作用。主要研究?jī)?nèi)容包括：⑴闡述水泥的燒制過(guò)程，水泥組份和水化機(jī)理，并依據(jù)水化機(jī)理給出水泥主要物相的水化反應(yīng)方程式；⑵從二維背散射/X-ray圖像獲取二維數(shù)字化信息，如待研究水泥的水灰比，顆粒尺度分布，表面積分?jǐn)?shù)等參數(shù)，用于構(gòu)建初始三維微結(jié)構(gòu)；⑶以二維水泥圖像中水泥物相的面積分?jǐn)?shù)、邊緣周長(zhǎng)分?jǐn)?shù)分別等同于三維顆粒物相的體積分?jǐn)?shù)、表面積分?jǐn)?shù)這一重要對(duì)應(yīng)關(guān)系為依據(jù)，構(gòu)建顆粒的初始三維水泥微觀結(jié)構(gòu)；

3、⑷以元胞自動(dòng)機(jī)方法為理論指導(dǎo)，在原有6鄰居關(guān)系的元胞自動(dòng)機(jī)模型上提出新的26鄰居關(guān)系的元胞自動(dòng)機(jī)水化模型，按照溶解-擴(kuò)散/反應(yīng)的水化順序構(gòu)建相應(yīng)的水化規(guī)則并將其算法化，從而用新模型來(lái)模擬三維微結(jié)構(gòu)水泥水化過(guò)程；⑸以CEMHYD3D軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合水化的各個(gè)階段剖析水化過(guò)程的框架結(jié)構(gòu)及核心算法。
　　 本文創(chuàng)新之處在于，采用26鄰居關(guān)系的元胞自動(dòng)機(jī)模型來(lái)模擬水化反應(yīng)過(guò)程，給出水化溶解規(guī)則算法和擴(kuò)散規(guī)則算法。對(duì)于較為復(fù)雜的反應(yīng)規(guī)則給