一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法和装置与流程

1.本发明涉及粒子的电磁和光学微观散射特性研究技术领域，尤其涉及一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法和装置。


背景技术：

2.随着光学与电磁波研究技术的深入发展，对微观结构的考虑越来越细致，粒子介质的形貌特性对特性研究结果能够产生直接影响。由于粒子形成原因的复杂性，其表面形态往往处于多种复杂结构，通常处于粗糙粒子、团簇粒子、多孔粒子、非球形大粒子等形态结构，从而造成辐射散射各向异性的特点。
3.但是，传统的球形粒子假设已不能满足精细的计算需求，需要较为精细的模拟其表面的非规则形貌。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于：传统的球形粒子假设已不能满足精细的计算需求。针对现有技术中的缺陷，提供一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法和装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法，包括：
6.步骤一、确定非规则粒子的类型；其中，该类型包括粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子；
7.步骤二、若非规则粒子的类型为粗糙表面小粒子，则先建立一个基球；再向基球表面随机喷洒小球，以形成凹凸坑；将表面带有凹凸坑的基球作为粗糙表面小粒子模型；
8.步骤三、若非规则粒子的类型为团簇粒子，则将多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；将点接触团簇结构作为团簇粒子模型；
9.步骤四、若非规则粒子的类型为多相粒子，则基于球叠加模型建立具有不同孔隙率、孔径、粒子形状和粒子尺寸的多孔粒子；将多孔粒子作为多相粒子模型；其中，多相粒子模型是多孔集中模型、多孔分散模型或凹坑表面模型；
10.步骤五、若非规则粒子的类型为非球形大粒子，则先建立一个大单元球；再在大单元球上添加凸起粒子；大单元球与凸起粒子相互叠加形成组合体；将组合体作为非球形大粒子模型。
11.可选地，步骤二还包括：
12.s1.建立一个半径尺寸为r的基球，并生成相应基球表面；其中，基球表面的参数公式为x2 y2 z2＝r2；
13.s2.随机产生[50,200]之间的整数n，生成n个小球；其中，针对每个小球，随机产生之间的浮点数，以浮点数作为小球的半径尺寸；随机产生[0,1]之间的整
数，若生成0则表示该小球内嵌于基球表面，若生成1则表示该小球外凸于基球表面；随机产生[0,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的天顶角θ；以及，随机产生[-1,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的圆周角
[0014]
s3.向基球表面随机喷洒n个小球。
[0015]
可选地，步骤三还包括：
[0016]
s1.确定团簇单体数目n
p
、原始半径r
p
、连接球因子η和等重叠率μ的参数值；
[0017]
s2.将n
p
个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；
[0018]
s3.基于团簇单体数目、原始半径、连接球因子和等重叠率，基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；
[0019]
s4.若点接触团簇结构中存在重叠式团簇粒子，则缩小团簇单体之间距离，以使点接触团簇结构的半径小于原始半径；
[0020]
s5.若点接触团簇结构中存在连接颈的烧结团簇，则先在相邻的团簇单体的球心连线中心生成连接球，该连接球的半径r满足r＝r
p
×
η；再缩小团簇单体的半径，使得连接球和团簇单体粒子的总体积与点接触团簇结构的原体积相等。
[0021]
可选地，步骤四还包括：
[0022]
s1.生成半径为r
por
的均质球体主体粒子；
[0023]
s2.采用分形团簇的单体小球模拟均质球体主体粒子的内部孔隙；
[0024]
s3.通过调节均质球体主体粒子内的孔数ns和单体小球的半径，建立了具有不同孔隙率p和孔径r
hole
的多孔粒子；
[0025]
其中，v
hole
为空隙体积，v
total
为总体积。
[0026]
可选地，步骤四进一步包括：
[0027]
通过调节均质球体主体粒子的半径r
por
和孔径r
hole
的相对大小，以及调节多孔粒子的真实孔半径与单体小球的半径的比值df和单体小球存在的概率k0，以构建不同孔隙分散分布的多相粒子模型；
[0028]
其中，
[0029]
当多相粒子模型是多孔集中模型时，r
por
＝r
hole
，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘相互连接，并且，df和k0取值越大、孔隙分布越集中；
[0030]
当多相粒子模型是多孔分散模型时，r
por
＞r
hol
e，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘不连接，并且，df和k0取值越小、孔隙分布越分散；
[0031]
当多相粒子模型是凹坑表面模型时，r
por
＞r
hol
e，凹坑表面模型的孔隙分布比多孔分散模型的孔隙分布更分散，均质球体主体粒子的内部和表面均存在孔隙，多孔粒子呈现为凹坑状的表面形貌。
[0032]
可选地，步骤五还包括：
[0033]
s1.建立一个半径尺寸为r0的大单元球，并生成相应的均质表面；其中，大单元球是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒，均质表面的参数公式为x2 y2 z2＝r
02
；
[0034]
s2.随机产生[1～4]之间的一个随机整数n，生成n
p
个半径为r0/2的凸起粒子，n
p
＝
n(n-1)/2；其中，凸起粒子是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒；
[0035]
s3.使凸起粒子的中心位于均质表面，且第n个凸起粒子在均质表面所处位置的天顶角为θ＝π/d1、圆周角其中，d1＝int[n/2，(n-1)/2]，d2＝n
p
/d1。
[0036]
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征装置，包括：
[0037]
分类模块，用于确定非规则粒子的类型；其中，该类型包括粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子；
[0038]
粗糙表面小粒子表征模块，用于在非规则粒子的类型为粗糙表面小粒子时，先建立一个基球；再向基球表面随机喷洒小球，以形成凹凸坑；将表面带有凹凸坑的基球作为粗糙表面小粒子模型；
[0039]
团簇粒子表征模块，用于在非规则粒子的类型为团簇粒子时，将多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；将点接触团簇结构作为团簇粒子模型；
[0040]
多相粒子表征模块，用于在非规则粒子的类型为多相粒子时，基于球叠加模型建立具有不同孔隙率、孔径、粒子形状和粒子尺寸的多孔粒子；将多孔粒子作为多相粒子模型；其中，多相粒子模型是多孔集中模型、多孔分散模型或凹坑表面模型；
[0041]
非球形大粒子表征模块，用于在非规则粒子的类型为非球形大粒子时，先建立一个大单元球；再在大单元球上添加凸起粒子；大单元球与凸起粒子相互叠加形成组合体；将组合体作为非球形大粒子模型。
[0042]
为了解决上述技术问题，本发明另提供了一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征终端，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法。
[0043]
为了解决上述技术问题，本发明又提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法。
[0044]
实施本发明的，具有以下有益效果：本发明采用基于球叠加模型的方法有效地处理粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子模型等不同结构类型粒子的形貌参数化特征，从而能够为粒子的电磁和光学微观散射特性研究提供相应的技术基础。
附图说明
[0045]
图1是本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法的示意图；
[0046]
图2是根据本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征装置的示意图；
[0047]
图3是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
[0048]
图4是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
[0049]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法，主要包括以下步骤：
[0051]
步骤一、确定非规则粒子的类型。
[0052]
本发明实施例其中，基于球叠加的模型，对不同类型的粗糙表面粒子及粒子团的形貌进行参数化表征，粒子及粒子团主要是指非规则粒子，其类型可以划分为粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子。
[0053]
步骤二、若非规则粒子的类型为粗糙表面小粒子，则先建立一个基球；再向基球表面随机喷洒小球，以形成凹凸坑；将表面带有凹凸坑的基球作为粗糙表面小粒子模型。
[0054]
对于粗糙表面小粒子，通过建立一个尺寸较大的基球，在基球表面随机喷洒数百个小球，在基球表面形成凹凸坑，模拟粗糙粒子。再通过随机数，产生小球的数量、小球的半径尺寸、小球的位置、小球的凹凸性，从而形成一个具有粗糙表面的单颗粒粒子，进而模拟粗糙表面小粒子。
[0055]
具体地，其建模过程可以参考以下方式：
[0056]
s1.建立一个半径尺寸为r的基球，并生成相应基球表面；
[0057]
其中，基球表面的参数公式为x2 y2 z2＝r2；
[0058]
s2.随机产生[50,200]之间的整数n，生成n个小球；
[0059]
其中，针对每个小球，
[0060]
随机产生之间的浮点数，以浮点数作为小球的半径尺寸；
[0061]
随机产生[0,1]之间的整数，若生成0则表示该小球内嵌于基球表面，若生成1则表示该小球外凸于基球表面；
[0062]
随机产生[0,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的天顶角θ；
[0063]
随机产生[-1,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的圆周角
[0064]
s3.向基球表面随机喷洒n个小球。
[0065]
步骤三、若非规则粒子的类型为团簇粒子，则将多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；将点接触团簇结构作为团簇粒子模型；
[0066]
对于团簇粒子，采用多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型，再给定团簇单体的数目、原始半径、连接球因子和等重叠率等参数值；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有一定分形特征的点接触团簇结构，从而模拟团簇粒子。
[0067]
具体地，其建模过程可以参考以下方式：
[0068]
s1.确定团簇单体数目n
p
、原始半径r
p
、连接球因子η和等重叠率μ的参数值；
[0069]
其中，式中：r为团簇单体到团簇中心的距离，l
over
为球心距离，r
over
为团簇粒子半径。
[0070]
s2.将n
p
个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；
[0071]
s3.基于团簇单体数目、原始半径、连接球因子和等重叠率，基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；
[0072]
s4.若点接触团簇结构中存在重叠式团簇粒子，则缩小团簇单体之间距离，以使点接触团簇结构的半径小于原始半径；
[0073]
s5.若点接触团簇结构中存在连接颈的烧结团簇，则先在相邻的团簇单体的球心连线中心生成连接球，该连接球的半径r满足r＝r
p
×
η；再缩小团簇单体的半径，使得连接球和团簇单体粒子的总体积与点接触团簇结构的原体积相等。
[0074]
步骤四、若非规则粒子的类型为多相粒子，则基于球叠加模型建立具有不同孔隙率、孔径、粒子形状和粒子尺寸的多孔粒子；将多孔粒子作为多相粒子模型；其中，多相粒子模型是多孔集中模型、多孔分散模型或凹坑表面模型；
[0075]
对于多相粒子，基于球叠加模型建立不同孔隙率、孔径以及粒子的形状和尺寸的，孔隙集中、孔隙分散或凹坑表面的多孔粒子模型，从而模拟多相粒子。
[0076]
具体地，其建模过程可以参考以下方式：
[0077]
s1.生成半径为r
por
的均质球体主体粒子；
[0078]
s2.采用分形团簇的单体小球模拟均质球体主体粒子的内部孔隙；
[0079]
s3.通过调节均质球体主体粒子内的孔数ns和单体小球的半径，建立具有不同孔隙率p和孔径r
hole
的多孔粒子。
[0080]
其中，v
hole
为空隙体积，v
total
为总体积。在s3中，可以将孔数ns调整至预设的数量以及将单体小球的半径调整至r
hole
，从而得到具有不同孔隙率p和孔径r
hole
的多孔粒子。
[0081]
此外，多相粒子模型还可以细分为多孔集中模型、多孔分散模型和凹坑表面模型。可以通过调节均质球体主体粒子的半径r
por
和孔径r
hole
的相对大小，以及调节多孔粒子的真实孔半径与单体小球的半径的比值df和单体小球存在的概率k0，从而构建不同孔隙分散分布的多相粒子模型。需要说明的是，k0即单个单体小球对应的孔真实存在的概率。
[0082]
具体地，其建模过程还可以包括：
[0083]
当多相粒子模型是多孔集中模型时，r
por
＝r
hol
e，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘相互连接，并且，df和k0取值越大、孔隙分布越集中；
[0084]
当多相粒子模型是多孔分散模型时，r
por
＞r
hol
e，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘不连接，并且，df和k0取值越小、孔隙分布越分散；
[0085]
当多相粒子模型是凹坑表面模型时，p
por
＞r
hole
，凹坑表面模型的孔隙分布比多孔分散模型的孔隙分布更分散，均质球体主体粒子的内部和表面均存在孔隙，多孔粒子呈现为凹坑状的表面形貌。
[0086]
步骤五、若非规则粒子的类型为非球形大粒子，则先建立一个大单元球；再在大单
元球上添加凸起粒子；大单元球与凸起粒子相互叠加形成组合体；将组合体作为非球形大粒子模型。
[0087]
对于非球形大粒子，由于其可以被拆散成为一个由大量单元球相互叠加而成的一个组合体，从而获得非球形大粒子的形貌尺寸表征，其中，每一个单元球都是一个尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒，其空间位置及粒径均根据实际不规则粒子的外形特征生成，光学常数则与实际粒子在该位置的光学常数相一致。
[0088]
具体地，其建模过程可以参考以下方式：
[0089]
s1.建立一个半径尺寸为r0的大单元球，并生成相应的均质表面；
[0090]
其中，大单元球是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒，均质表面的参数公式为x2 y2 z2＝r
02
；
[0091]
s2.随机产生[1～4]之间的一个随机整数n，生成n
p
个半径为r0/2的凸起粒子，n
p
＝n(n-1)/2；
[0092]
其中，凸起粒子也是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒；
[0093]
s3.使凸起粒子的中心位于均质表面，且第n个凸起粒子在均质表面所处位置的天顶角为θ＝π/d1、圆周角
[0094]
其中，d1为n/2，(n-1)/2中的整数，即满足d1＝int[n/2，(n-1)/2]，以及，d2＝n
p
/d1。
[0095]
如图2所示，本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征装置200包括：分类模块201、粗糙表面小粒子表征模块202、团簇粒子表征模块203、多相粒子表征模块204和非球形大粒子表征模块205。
[0096]
其中，
[0097]
分类模块201，用于确定非规则粒子的类型；其中，该类型包括粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子；
[0098]
粗糙表面小粒子表征模块202，用于在非规则粒子的类型为粗糙表面小粒子时，先建立一个基球；再向基球表面随机喷洒小球，以形成凹凸坑；将表面带有凹凸坑的基球作为粗糙表面小粒子模型；
[0099]
团簇粒子表征模块203，用于在非规则粒子的类型为团簇粒子时，将多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；将点接触团簇结构作为团簇粒子模型；
[0100]
多相粒子表征模块204，用于在非规则粒子的类型为多相粒子时，基于球叠加模型建立具有不同孔隙率、孔径、粒子形状和粒子尺寸的多孔粒子；将多孔粒子作为多相粒子模型；其中，多相粒子模型是多孔集中模型、多孔分散模型或凹坑表面模型；
[0101]
非球形大粒子表征模块205，用于在非规则粒子的类型为非球形大粒子时，先建立一个大单元球；再在大单元球上添加凸起粒子；大单元球与凸起粒子相互叠加形成组合体；将组合体作为非球形大粒子模型。
[0102]
在本发明实施例中，粗糙表面小粒子表征模块202还可以用于：
[0103]
s1.建立一个半径尺寸为r的基球，并生成相应基球表面；
[0104]
其中，基球表面的参数公式为x2 y2 z2＝r2；
[0105]
s2.随机产生[50,200]之间的整数n，生成n个小球；
[0106]
其中，针对每个小球，
[0107]
随机产生之间的浮点数，以浮点数作为小球的半径尺寸；
[0108]
随机产生[0,1]之间的整数，若生成0则表示该小球内嵌于基球表面，若生成1则表示该小球外凸于基球表面；
[0109]
随机产生[0,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的天顶角θ；
[0110]
随机产生[-1,1]之间的浮点数，采用余弦定理确定小球的中心在基球表面所处位置的圆周角
[0111]
s3.向基球表面随机喷洒n个小球。
[0112]
在本发明实施例中，团簇粒子表征模块203还可以用于：
[0113]
s1.确定团簇单体数目n
p
、原始半径r
p
、连接球因子η和等重叠率μ的参数值；
[0114]
s2.将n
p
个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；
[0115]
s3.基于团簇单体数目、原始半径、连接球因子和等重叠率，采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；
[0116]
s4.若点接触团簇结构中存在重叠式团簇粒子，则缩小团簇单体之间距离，以使点接触团簇结构的半径小于原始半径；
[0117]
s5.若点接触团簇结构中存在连接颈的烧结团簇，则先在相邻的团簇单体的球心连线中心生成连接球，该连接球的半径r满足r＝r
p
×
η；再缩小团簇单体的半径，使得连接球和团簇单体粒子的总体积与点接触团簇结构的原体积相等。
[0118]
在本发明实施例中，多相粒子表征模块204还可以用于：
[0119]
s1.生成半径为r
por
的均质球体主体粒子；
[0120]
s2.采用分形团簇的单体小球模拟均质球体主体粒子的内部孔隙；
[0121]
s3.通过调节均质球体主体粒子内的孔数ns和单体小球的半径，建立了具有不同孔隙率p和孔径r
hole
的多孔粒子；
[0122]
其中，v
hole
为空隙体积，v
total
为总体积。
[0123]
此外，多相粒子表征模块204还可以进一步用于：
[0124]
通过调节均质球体主体粒子的半径r
por
和孔径r
hole
的相对大小，以及调节多孔粒子的真实孔半径与单体小球的半径的比值df和单体小球存在的概率k0，以构建不同孔隙分散分布的多相粒子模型；
[0125]
其中，
[0126]
当多相粒子模型是多孔集中模型时，r
por
＝r
hol
e，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘相互连接，并且，df和k0取值越大、孔隙分布越集中；
[0127]
当多相粒子模型是多孔分散模型时，r
por
＞r
hol
e，均质球体主体粒子内的各个单体小球的边缘不连接，并且，df和k0取值越小、孔隙分布越分散；
[0128]
当多相粒子模型是凹坑表面模型时，r
por
＞r
hol
e，凹坑表面模型的孔隙分布比多孔分散模型的孔隙分布更分散，均质球体主体粒子的内部和表面均存在孔隙，多孔粒子呈现为凹坑状的表面形貌。
[0129]
在本发明实施例中，非球形大粒子表征模块205还可以用于：
[0130]
s1.建立一个半径尺寸为r0的大单元球，并生成相应的均质表面；
[0131]
其中，大单元球是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒，均质表面的参数公式为x2 y2 z2＝r
02
；
[0132]
s2.随机产生[1～4]之间的一个随机整数n，生成n
p
个半径为r0/2的凸起粒子，n
p
＝n(n-1)/2；
[0133]
其中，凸起粒子也是尺度在几何光学近似范围内的均质球形颗粒；
[0134]
s3.使凸起粒子的中心位于均质表面，且第n个凸起粒子在均质表面所处位置的天顶角为θ＝π/d1、圆周角
[0135]
其中，d1为n/2，(n-1)/2中的整数，即满足d1＝int[n/2，(n-1)/2]，以及，d2＝n
p
/d1。
[0136]
图3示出了可以应用本发明实施例的基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法或基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征装置的示例性系统架构300。
[0137]
如图3所示，系统架构300可以包括终端设备301、302、303，网络304和服务器305。网络304用以在终端设备301、302、303和服务器305之间提供通信链路的介质。网络304可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
[0138]
用户可以使用终端设备301、302、303通过网络304与服务器305交互，以接收或发送消息等。终端设备301、302、303上可以安装有各种通讯客户端应用。
[0139]
终端设备301、302、303可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
[0140]
服务器305可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备301、302、303所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果反馈给终端设备。
[0141]
需要说明的是，本发明实施例所提供的基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法一般由服务器305执行，相应地，基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征装置一般设置于服务器305中。
[0142]
应该理解，图3中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
[0143]
下面参考图4，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统400的结构示意图。图4示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0144]
如图4所示，计算机系统400包括中央处理单元(cpu)401，其可以根据存储在只读存储器(rom)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(ram)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 403中，还存储有系统400操作所需的各种程序和数据。cpu 401、rom 402以及ram 403通过总线404彼此相连。输入/输出(i/o)接口405也连接至总线404。
[0145]
以下部件连接至i/o接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因
特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至i/o接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
[0146]
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)401执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。
[0147]
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——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。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机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。而在本发明中，计算机可读的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，其中承载了计算机可读的程序代码。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。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、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。计算机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、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0148]
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0149]
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括分类模块、粗糙表面小粒子表征模块、团簇粒子表征模块、多相粒子表征模块和非球形大粒子表征模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，分类模块还可以被描述为“确定非规则粒子的类型的模块”。
[0150]
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是
上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：步骤一、确定非规则粒子的类型；步骤二、若非规则粒子的类型为粗糙表面小粒子，则先建立一个基球；再向基球表面随机喷洒小球，以形成凹凸坑；将表面带有凹凸坑的基球作为粗糙表面小粒子模型；步骤三、若非规则粒子的类型为团簇粒子，则将多个团簇单体以点接触的形式构造出非球形粒子模型；基于非球形粒子模型采用有限扩散凝聚模型生成具有分形特征的点接触团簇结构；将点接触团簇结构作为团簇粒子模型；步骤四、若非规则粒子的类型为多相粒子，则基于球叠加模型建立具有不同孔隙率、孔径、粒子形状和粒子尺寸的多孔粒子；将多孔粒子作为多相粒子模型；步骤五、若非规则粒子的类型为非球形大粒子，则先建立一个大单元球；再在大单元球上添加凸起粒子；大单元球与凸起粒子相互叠加形成组合体；将组合体作为非球形大粒子模型。
[0151]
综上所述，本发明实施例的一种基于球叠加模型的非规则粒子形貌表征方法和装置，采用基于球叠加模型的方法有效地处理粗糙表面小粒子、团簇粒子、多相粒子、非球形大粒子模型等不同结构类型粒子的形貌参数化特征，从而能够为粒子的电磁和光学微观散射特性研究提供相应的技术基础。
[0152]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。