天然冰在自然界廣泛存在,與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)。天然冰的存在不僅將對水利工程設(shè)施（水庫、堤壩、沿河建筑物等）的設(shè)計(jì)施工造成影響,冰情嚴(yán)重時(shí)甚至可能引發(fā)災(zāi)害。研究天然冰的內(nèi)部微結(jié)構(gòu),對明確其基本物理性質(zhì)（力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等）具有重要意義。天然冰是一種多相混合材料,孔隙形態(tài)和分布都較為復(fù)雜,內(nèi)部可能含有泥沙、氣泡、鹵水、結(jié)晶鹽等各種雜質(zhì)。傳統(tǒng)方法中對天然冰內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的研究多建立在二維平面內(nèi)（如切片法、顯微鏡觀察等）,對三維空間內(nèi)的雜質(zhì)分布和孔隙復(fù)雜度描述較為粗糙。本研究采用CT掃描技術(shù)結(jié)合圖像處理技術(shù)為天然冰內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的描述提供了可行方法。具體的研究內(nèi)容包含以下三方面:1、對天然冰試樣進(jìn)行CT掃描試驗(yàn),獲得的CT圖像可以反映天然冰內(nèi)部各種雜質(zhì)的幾何形態(tài)和CT值特征。對CT圖像進(jìn)行裁剪、濾波、閾值分割等處理,為構(gòu)建三維模型提供圖像基礎(chǔ)。2、結(jié)合CT值反演密度的理論基礎(chǔ)和CT掃描在其他材料領(lǐng)域的應(yīng)用,利用質(zhì)量-體積法對天然冰試樣進(jìn)行密度測量,所得結(jié)果與實(shí)測CT值進(jìn)行擬合,得到了天然冰密度與CT值的關(guān)系。3、利用天然冰的CT圖像,選擇合適的三維建模方法對天然冰內(nèi)部各種雜質(zhì)及微結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 天然冰微結(jié)構(gòu)研究
        1.2.2 CT成像在冰研究中的應(yīng)用
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 天然冰的CT掃描實(shí)驗(yàn)與圖像處理
    2.1 CT成像原理
        2.1.1 CT掃描過程
        2.1.2 CT成像原理
    2.2天然冰的CT掃描實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 天然冰采樣地點(diǎn)
        2.2.2 天然冰CT掃描實(shí)驗(yàn)過程
    2.3 CT圖像預(yù)處理
        2.3.1 偽影處理
        2.3.2 濾波
    2.4 CT圖像分析
        2.4.1 窗位值選取
        2.4.2 CT圖像增強(qiáng)顯示
        2.4.3 CT值和幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)
3 冰內(nèi)微結(jié)構(gòu)對CT值的影響
    3.1 柱狀冰的CT圖像
    3.2 冰內(nèi)氣體的影響
        3.2.1 氣泡層
        3.2.2 帶狀孔隙
        3.2.3 微氣泡聚集區(qū)
    3.3 冰內(nèi)水體的影響
        3.3.1 未凍水
        3.3.2 鹵水通道
    3.4 冰內(nèi)泥沙的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 天然冰密度與CT值的關(guān)系
    4.1 利用CT值檢測密度的原理
    4.2 天然冰密度測量
    4.3 冰密度與CT值的關(guān)系與分析
    4.4 本章小結(jié)
5 基于CT圖像的冰內(nèi)微結(jié)構(gòu)三維模型重建
    5.1 三維重建原理
        5.1.1 三維重建算法分類
        5.1.2 MC算法
    5.2 冰內(nèi)微結(jié)構(gòu)的三維模型
        5.2.1 CT圖像的閾值分割
        5.2.2 三維模型的構(gòu)建
    5.3 天然冰孔隙率反演
        5.3.1 傳統(tǒng)公式計(jì)算孔隙率
        5.3.2 三維模型計(jì)算孔隙率
        5.3.3 兩種方法的結(jié)果對比與誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]北極航道融冰期海冰物理和力學(xué)工程參數(shù)研究[D]. 王慶凱.大連理工大學(xué) 2019
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[3]內(nèi)蒙古烏梁素海水質(zhì)動態(tài)數(shù)值模擬研究[D]. 李興.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
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碩士論文
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[2]醫(yī)學(xué)圖像部分容積效應(yīng)校正方法研究及其應(yīng)用[D]. 彭瑩瑩.南方醫(yī)科大學(xué) 2011
[3]CT圖像濾波反投影重建算法的研究[D]. 范慧赟.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]三維醫(yī)學(xué)圖像的體繪制方法研究與VTK應(yīng)用[D]. 賈勇強(qiáng).長春理工大學(xué) 2006
[5]基于MODIS數(shù)據(jù)的黃河冰凌檢測研究[D]. 鄢俊潔.武漢大學(xué) 2005



本文編號：3144797