油藏数值模拟软件三角剖分模块的设计与实现

论文摘要

网格剖分方法是油藏数值模拟技术的重要组成部分，剖分质量是影响模拟工作的精度、性能、效率的重要因素。本文在分析已有三角网格剖分算法的基础上，提出了一套适应复杂油藏模型模拟计算的快速剖分方法，并利用c++语言进行了实现。本文的内容主要分为三个方面，一方面是利用前人在三角剖分方面的研究成果，寻找一种效率更高、易于实现的三角剖分算法；二是运用面向对象的编程思想对三角剖分算法进行软件实现；三是利用实际区块开展了应用与测试工作。本文的主要内容可概括如下：（1）分析三角剖分经典算法Bowyer-Watson算法，并将该算法应用于凹多边形（针对于不规则边界的油藏），力图只需较少的内点便可基本完成达到不边界油藏分析需要的自动三角剖分的要求。（2）依据面向对象的思想，采用C++语言完成各种基本图形类（包括线段类、顶点类、圆类、多边形类、三角形类等）的设计，进而完成三角剖分网格类的设计，最终涉及完成有较强移植性的软件模块。（3）采用Visual C++完成三角剖分及其Voronoi对偶图演示系统的设计，依据油藏数值分析的实际情况，初步达到可视化要求。论文最终完成不边界油藏的需求分析、总体设计、详细设计、数据库设计、系统测试等软件工程文档，以及三角剖分网格实现模块及演示软件一套。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 三角剖分软件发展现状
• 1.2.2 三角剖分理论研究现状
• 1.3 论文研究内容及特色
• 1.4 章节安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 论文采用的相关技术和理论
• 2.1 平面离散点的三角剖分
• 2.2 DELAUNAY 三角剖分
• 2.2.1 Voronoi 图与 Delaunay 三角网
• 2.2.2 Delaunay 三角剖分的优化准则
• 2.2.3 Delaunay 三角网的形成方法
• 2.3 DELAUNAY 三角网的传统 BOWYER-WATSON 算法
• 2.3.1 点的可见性
• 2.3.2 传统 Bowyer-Watson 算法的步骤
• 2.4 限定 DELAUNAY 三角网生成方法
• 2.4.1 限定 Delaunay 三角网存在的问题
• 2.5 适用于油藏数值模拟的三角网生成方法
• 2.5.1 适用油藏数值模拟的三角网格剖分的特点
• 2.5.2 改进的三角网生成方法
• 2.6 PEBI 网格的生成方法
• 2.7 计算图形学相关的一些算法
• 2.7.1 判断一个已知点是否在多边形内
• 2.7.2 判断两条线段是否相交
• 2.8 本章小结
• 第三章 系统需求分析
• 3.1 引言
• 3.1.1 系统需达到的目的
• 3.1.2 工作流程定位及题目要求
• 3.2 任务概述
• 3.2.1 任务目标
• 3.2.2 用户特点
• 3.2.3 假定和约束
• 3.3 需求规定
• 3.3.1 对功能的规定
• 3.3.2 对性能的规定
• 3.4 运行环境规定
• 3.4.1 设备要求
• 3.4.2 接口类型
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统设计
• 4.1 数值模拟软件总体设计
• 4.1.1 数值模拟软件总体控制流程
• 4.1.2 地质建模功能分解
• 4.2 三角剖分模块及演示程序总体设计
• 4.2.1 三角剖分演示程序
• 4.2.2 三角剖分模块的软件结构
• 4.2.3 三角剖分模块处理流程
• 4.3 接口设计
• 4.3.1 用户接口
• 4.3.2 外部接口
• 4.4 本章小结
• 第五章 软件实现
• 5.1 标示约定
• 5.2 类设计
• 5.2.1 线段基本类
• 5.2.2 圆基本类
• 5.2.3 点数组类
• 5.2.4 三角形类
• 5.2.5 三角形网格类
• 5.2.6 三角剖分类
• 5.3 算法实现
• 5.3.1 判断一个指定点是否在一个圆内
• 5.3.2 圆的绘制
• 5.3.3 绘制半径为 radius 的点
• 5.3.4 绘制多边形
• 5.3.5 判断点是否在多边形内
• 5.3.6 设置三角形的外接圆
• 5.3.7 设置三角形的内切圆
• 5.3.8 判断三角形的顶点是否共线
• 5.3.9 为三角网格增加一个节点
• 5.3.10 判断点是否为线段的越界点
• 5.3.11 限定边界问题的处理
• 5.3.12 处理瘦三角形
• 5.3.13 油藏数值模拟三角剖分的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 测试验证
• 6.1 测试环境
• 6.2 测试案例
• 6.2.1 油藏地质特征
• 6.2.2 模型建立
• 6.2.3 方案设计
• 6.2.4 结果对比
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献