多孔材料由于其特殊的孔隙结构,具有渗流特性,广泛应用于工业生产中。多孔材料的空间孔隙结构很大程度上决定了材料特性,因此对空间孔隙结构进行分析和研究具有重要意义。本文基于多孔材料的SEM图像进行了三维重建,具体研究内容如下:采用噪声过滤,灰度增强等图像处理技术对扫描图像进行预处理,得到了多孔材料的二值图像,从而将多孔材料的孔隙和固体架构明显区分开来。由此可以方便地提取孔隙度和自相关函数两个重要的统计信息。利用傅立叶变换的截断高斯场法来重建多孔材料的三维结构。这种方法的特点是直接由自相关函数产生高斯随机场,从而避免了大量的非线性方程的求解。其中快速傅立叶算法的应用使得求解的速度得到了很大的提高。文中通过分析三维空间中的二维切片图像信息,发现其自相关函数相同而孔隙度基本一致。由此说明,该方法能够有效地重建出与原材料特性基本一致的三维结构数学模型。运用OpenGL粒子系统对三维模型进行可视化。粒子系统在模拟不规则物体方面具有明显优势和广泛应用,适合于描述多孔材料的复杂孔隙结构。本文首先在立方体包容空间内产生粒子,然后根据数学模型填入粒子的坐标,最后绘制这些粒子,得到模拟多孔材料孔隙分布的三维几何模型。研究了模型验证的原理和方法,在此基础上选择合适的流体计算软件对文中构建三维模型进行了验证。确认了基于傅立叶变换的截断高斯场法构建的三维模型的有效性。