ИСТИНА

Описание неупорядоченных микроструктур является ключевым направлением в таких областях, как нефтедобыча, биология, почвоведение и материаловедение. Современные исследования сложных естественных сред используют методы интегральной геометрии, применяемые для обработки изображений [1]. Для анализа морфологических особенностей на уровне индивидуальных структур ключевое значение приобретают методы дифференциальной геометрии. При движении в поровом пространстве со сложной структурой кривизны пор жидкость приобретает и сохраняет ненулевой момент количества движения. Вихревое движение постепенно затухает, передавая соответствующий момент твердой фазе. Это приводит к дополнительному выделению тепловой энергии и является источником дополнительного трения. Данная поправка может быть существенной в случае протекания жидкостей с относительно большими локальными скоростями в среде со сложной структурой (“извилистостью”) пор. В данной работе проводится анализ структуры порового пространства трехмерных изображений естественных сред методами дифференциальной геометрии. Подготовка изображений к вычислениям выполняется в два этапа. Первый этап – сегментация, включающая в себя бинаризацию и разбиение на связные компоненты по определенному типу связности. Второй этап – скелетизация пустотных пространств, превращающая каждую отдельную пору в линию. Скелетизированная пора представляет собой модель поры, сохранившую топологические свойства. Таким образом, мы можем минимизировать объем вычислений, сохраняя информацию о структуре объекта. Результатом работы является вычисление кривизны и кручения в каждой точке скелетизированной поры, пространственное картирование скелета со значениями кривизны и кручения, а также анализ полученных значений с целью выявления особенностей структуры порового пространства естественных образцов. Авторы благодарны научному руководителю к.т.н. Грачеву Е.А. за обсуждение постановки задачи и результатов.