Программное обеспечение для эмуляции и моделирования PoreXpert™

PoreXpert™ – новое программное обеспечение для эмуляции и моделирования. Особенность программы PoreXpert заключается в способности строить инверсную модель практически любого твердого материала на основе его фильтрационных характеристик, полученных методами ртутной порозиметрии, порометрии или влагопоглощения.

Программа предусматривает возможность построения математически заданных 3D сеток пустот на основе электронной микроскопии и модифицировать существующие структуры для моделирования старения, спекания при более высоком давлении, потери веса и т. д.

Материалы, доступные для исследования, включают катализаторы, горючие сланцы, графит, фильтры, аккумуляторные сепараторы, пеки и почвы (менее эффективные результаты получаются при работе с такими материалами, как высокоупорядоченные нанопористые материалы, цеолиты, сильно деформируемые материалы и аэрогели). После создания структуры пустот можно измерить широкий спектр свойств материала и смоделировать поведение поровых флюидов - жидкостей, газов, суспензий и растворенных ионов.

Входные данные:

Фильтрационные характеристики твердых материалов

• Ртутная порозиметрия
• Порометрия капиллярного потока
• Влагопоглощение

Выходные данные:

• Распределение пустот по размерам
• Виртуальное изображение сетки пустот

Симулируемые свойства:

• перколяция
• проницаемость
• смачиваемость
• извилистость
• фильтрация

Моделируемые процессы:

Изменение свойств материалов под воздействием таких процессов, как

• эрозия
• абсорбция
• сжатие
• старение

Научная база

PoreXpert - это пакет обратного моделирования, в котором заложен переход от следствия к причине. Это сложная задача - в частности, для конкретной кривой проникновения ртути, кривой газовой или жидкостной порометрии или характеристики удержания влаги в почве – поскольку в материалах существует огромное количество сетей пустот, которые дают экспериментальную кривую. Зачастую пользователем выбирается самое простое, при этом неверное, решение - в случае ртутной порометрии берется первая производная (наклон) кривой проникновения и предполагается, что она показывает распределение пустот по размерам. Другой пример – неудачная попытка охарактеризовать фильтр только его порометрической точкой пузырька или почву параметрами Ван Генухтена. Каждый описанный выше подход - ошибочный: параметры практически не имеют смысла, если образец нельзя описать с помощью модели капиллярного пучка.

Таким образом, на основе большого объема экспериментальных и теоретических исследований, проведенных в Плимутском университете (Великобритания) и нашими партнерами в академических и промышленных кругах, был создан алгоритм обратного моделирования для широкого спектра задач. PoreXpert версии 2 - большой шаг вперед, который позволяет идентифицировать пустоты, являющиеся по сути скоплениями пустот меньшего размера.

Возможности интерфейса

• Программное обеспечение максимально автоматизировано и обладает удобным интерфейсом
• Широкий ряд выходных данных - экранные графики и структуры, трехмерная визуализация виртуальной реальности и выходные данные в файлах PoreXpert для повторного запуска вычислений, в виде полностью отформатированных PDF отчетов и числовых таблиц.