本發(fā)明涉及粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)仿真模擬領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自工業(yè)化以來(lái)，人類活動(dòng)直接向大氣排放大量的顆粒物和污染氣體，污染氣體通過(guò)非均相化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化形成粒子較小、平均壽命較長(zhǎng)的氣溶膠粒子，使得大氣中的顆粒物含量持續(xù)增加，尤其是本世紀(jì)50年代以來(lái)增長(zhǎng)更加迅猛。這種污染不但會(huì)影響氣候變化，導(dǎo)致災(zāi)害性氣候極端事件頻發(fā)，還會(huì)嚴(yán)重影響大氣空氣質(zhì)量和人類健康。另外，生物質(zhì)燃料和化石燃料燃燒(如秸稈焚燒、冬季燃煤和汽車尾氣排放等)也會(huì)導(dǎo)致大氣中的黑碳?xì)馊苣z粒子的濃度明顯增加。

黑碳?xì)馊苣z粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其他類型的氣溶膠粒子的不同之處在于，由生物質(zhì)和化石燃料燃燒排放到大氣中的黑碳粒子絕大多數(shù)都是由幾十至幾百個(gè)黑碳單體構(gòu)成的黑碳團(tuán)簇狀粒子。此外，由于黑碳?xì)馊苣z粒子對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收非常顯著，因此，黑碳團(tuán)簇粒子輻射特性目前引起了大氣輻射領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

由于水具有一定的表面張力，使得黑碳團(tuán)簇粒子在潮濕空氣中通常具有一層水包覆層，同時(shí)，又由于黑碳單體間連接的松散程度在一定程度上允許的足夠水滲透，并且新生成的黑碳團(tuán)簇粒子的結(jié)構(gòu)是較為松散的，因此，在潮濕大氣中，水的表面張力可以重構(gòu)粒子，使黑碳團(tuán)簇粒子松散的結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)榫o實(shí)，直至到形成稠密的球體，而黑碳團(tuán)簇粒子隨相對(duì)濕度增加而發(fā)生吸濕重構(gòu)的現(xiàn)象也得到了客觀存在的。因此，黑碳團(tuán)簇粒子在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的特殊性，導(dǎo)致其吸濕增長(zhǎng)特性與其他類型的氣溶膠粒子有很大不同，這種變化也將進(jìn)一步影響黑碳團(tuán)簇粒子的輻射特性。

黑碳團(tuán)簇粒子是由許多小的黑碳單體聚集在一起形成的，雖然難以采集 到黑碳團(tuán)簇粒子的原始聚集體，但是可以通過(guò)透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope，簡(jiǎn)稱為TEM)和掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，簡(jiǎn)稱為SEM)觀察到經(jīng)過(guò)凝聚形成的黑碳團(tuán)簇物。由于同等尺度黑碳團(tuán)簇粒子的分形結(jié)構(gòu)不同，其散射特性也是截然不同的，因此，利用凝聚模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子結(jié)構(gòu)是研究黑碳團(tuán)簇粒子的輻射非常關(guān)鍵和重要的步驟。黑碳團(tuán)簇粒子可看作單體運(yùn)動(dòng)凝聚而成，隨著分形理論的逐步成熟和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，都為凝聚粒子的模擬生成提供了許多有用的理論依據(jù)和快速有效的模擬手段。目前對(duì)團(tuán)簇粒子凝聚現(xiàn)象的解釋模型主要有兩種，即擴(kuò)散限制凝聚(Diffusion Limited Aggregation，簡(jiǎn)稱為DLA)模型和動(dòng)力學(xué)集團(tuán)(Cluster-Cluster Aggregation，簡(jiǎn)稱為CCA)模型。

CCA模型描述了團(tuán)簇與團(tuán)簇之間的凝聚過(guò)程，該模型令所有原始微粒同時(shí)進(jìn)入一個(gè)空間區(qū)域并作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)一旦粒子與粒子相遇就形成粒子團(tuán)簇，這些粒子團(tuán)簇進(jìn)一步與其他粒子或粒子團(tuán)簇相遇形成更大的粒子團(tuán)簇，直到所有的原始微粒都凝聚在一起。DLA模型最初由美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)的T.A.Witten和L.M.Sandert提出，該模型首先假定某一中心粒子位置不變，然后從立方體邊界，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)粒子，進(jìn)行隨機(jī)游走；當(dāng)粒子與中心粒子相碰的時(shí)候，就認(rèn)為是凝聚，記錄此時(shí)粒子的位置與半徑，然后再?gòu)倪吔绠a(chǎn)生下一粒子繼續(xù)游走；當(dāng)粒子離開邊界的時(shí)候，不再跟蹤，而產(chǎn)生下一粒子；當(dāng)凝聚粒子數(shù)目達(dá)到所需數(shù)目的時(shí)候凝聚過(guò)程結(jié)束。

但上述CCA模型和DLA模型均為對(duì)團(tuán)簇粒子初始狀態(tài)的設(shè)定較為依賴，因此，可靠的團(tuán)簇粒子初始狀態(tài)的設(shè)定是CCA模型和DLA模型應(yīng)用的必要前提。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確地模擬黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)過(guò)程的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法，包括：

步驟S1：根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，分別建立黑碳團(tuán)簇粒子 中的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型；其中，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型的過(guò)程，包括：

S11：根據(jù)DLA模型模擬在干空氣條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子；

S12：根據(jù)步驟S11中模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子和黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，獲取干空氣條件下的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

S13：根據(jù)建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用DLA模型模擬在不同濕度條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子，并計(jì)算模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子的直徑；

S14：將黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與步驟S13中模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子直徑進(jìn)行匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型；

S2：根據(jù)步驟S1中建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型與黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)過(guò)程。

本發(fā)明還提供一種基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬系統(tǒng)，包括：

吸濕增長(zhǎng)模型建立單元，用于根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，建立黑碳團(tuán)簇粒子中的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型；

吸濕重構(gòu)模型建立單元，用于根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型；其中，吸濕重構(gòu)模型建立單元，包括：

第一模擬生成模塊，用于根據(jù)DLA模型模擬在干空氣條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子；

對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取模塊，用于根據(jù)第一模擬生成模塊模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子和黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，獲取干空氣條件下的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

第二模擬生成模塊，用于根據(jù)吸濕重構(gòu)模型建立單元建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取模塊獲取的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用DLA模型模擬在不同濕度條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子；

粒子直徑計(jì)算模塊，用于計(jì)算第二模擬生成模塊模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子的直徑；

數(shù)據(jù)匹配模塊，用于將黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與粒子直徑計(jì)算單元計(jì)算出的黑碳團(tuán)簇粒子直徑進(jìn)行匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型；

吸濕重構(gòu)過(guò)程模擬單元，用于根據(jù)吸濕增長(zhǎng)模型建立單元建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型與吸濕重構(gòu)模型建立單元建立的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)過(guò)程。

利用上述根據(jù)本發(fā)明提供的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法及系統(tǒng)，根據(jù)獲取的黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，利用分形理論和吸濕增長(zhǎng)理論模擬黑碳團(tuán)簇粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)，通過(guò)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與模擬的黑碳團(tuán)簇粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)的匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，能夠較為準(zhǔn)確地模擬黑碳團(tuán)簇粒子在潮濕空氣中的形變過(guò)程，為進(jìn)一步精確估算黑碳團(tuán)簇粒子的輻射強(qiáng)迫作用提供必要的前提。

為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法的流程示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型的流程示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖。

在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，出于說(shuō)明的目的，為了提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。在其它例子中，為了便于描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

吸濕性串聯(lián)差分電遷移率粒徑分析儀可用于研究顆粒物的吸濕性，該分析儀能夠測(cè)量小至1％的粒徑變化，可用于研究顆粒物化學(xué)組成與顆粒物吸濕增長(zhǎng)的相對(duì)作用。本發(fā)明主要是基于已有的由吸濕性串聯(lián)差分電遷移率粒徑分析儀獲取的黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù),利用分形理論和吸濕增長(zhǎng)理論模擬黑碳團(tuán)簇粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)，通過(guò)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與模擬的黑碳團(tuán)簇粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)的匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，能夠較為準(zhǔn)確地模擬黑碳團(tuán)簇粒子在潮濕空氣中的形變過(guò)程。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法的流程。如圖1所示，本發(fā)明提供的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法，具體包括：

S1：根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，分別建立黑碳團(tuán)簇粒子中的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型。

其中，黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)為利用吸濕性串聯(lián)差分電遷移率粒徑分析儀測(cè)量得到的粒子直徑隨相對(duì)濕度變化的數(shù)據(jù)。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)為干空氣條件下(相對(duì)濕度為0％)不同直徑的黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)因子HGF與相對(duì)濕度RH的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

需要說(shuō)明的是，黑碳?xì)馊苣z粒子包括黑碳團(tuán)簇粒子，而黑碳團(tuán)簇粒子由多個(gè)黑碳單體組成。

另外，黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型由直徑為30nm的黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)因子擬合得到，為：

HGF＝α·(1-RH/100)^-γ

其中，γ為模型參數(shù)，α為修正因子，HGF為吸濕增長(zhǎng)因子，RH為相對(duì) 濕度。

30nm為黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體的平均直徑，30nm對(duì)應(yīng)的是相對(duì)濕度為0％的粒子直徑，隨著相對(duì)濕度增加，粒子直徑會(huì)發(fā)生變化。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型的流程。

如圖2所示，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型的流程，包括：

S11：根據(jù)DLA模型模擬在干空氣條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子。

其具體過(guò)程，包括：

S111：黑碳團(tuán)簇粒子均具有一定的分形結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)生長(zhǎng)模型均遵循下述公式的規(guī)則：

$N=k_f{\left(\frac{R_g}{a_{drop}}\right)}^{D_f}$

式中，N為黑碳團(tuán)簇粒子所包含的球形單粒子的數(shù)量，k_f為前向因子，D_f為分形維數(shù)，a_drop為球形單粒子的半徑，R_g為黑碳團(tuán)簇粒子的平均回轉(zhuǎn)半徑；

$R_g^2=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(r_i-r_0)}^2+{a_{drop}}^2,r_0=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{r}_i$

其中，r_i為第i個(gè)球形單粒子的質(zhì)量中心，r₀為黑碳團(tuán)簇粒子的質(zhì)量中心，并且，在干空氣條件下(相對(duì)濕度為0％)，k_f＝1.19、D_f＝1.82、a_drop＝15nm。

S112：每新增一個(gè)球形單粒子，生成的黑碳團(tuán)簇粒子均滿足確定的分形維數(shù)和前向因子，即從第N-1步到第N步，第N個(gè)球形單粒子的質(zhì)量中心必須滿足以下方程：

${(r_N-r_{N-1}^0)}^2=\frac{N^2{a}_{drop}^2}{N-1}{\left(\frac{N}{k_f}\right)}^{2/D_f}-\frac{{\mathrm{Na}}_{drop}^2}{N-1}-{\mathrm{Na}}_{drop}^2{\left(\frac{N-1}{k_f}\right)}^{2/D_f}$

其中，為前N-1個(gè)球形單粒子的質(zhì)量中心；

當(dāng)有新的球形單粒子附著于黑碳團(tuán)簇粒子上，且保證球形單粒子與黑碳團(tuán)簇粒子無(wú)重疊，并至少與黑碳團(tuán)簇粒子有一個(gè)點(diǎn)相切，則該球形單粒子游 走過(guò)程結(jié)束，即附著與黑碳團(tuán)簇粒子上；

S113：重復(fù)步驟S112，在原有黑碳團(tuán)簇粒子的基礎(chǔ)上附著新的球形單粒子；

S114：設(shè)置N在3至100區(qū)間內(nèi)以步長(zhǎng)間隔為1進(jìn)行取值，根據(jù)步驟S111至S113完成每個(gè)N值對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的模擬生成。

其中，1000例只是一個(gè)具體示例，本發(fā)明也可以選擇其他數(shù)量，例如500例、2000例等等。

S12：根據(jù)步驟S11中的模擬結(jié)果與黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，獲取干空氣條件下(相對(duì)濕度為0％)的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

步驟S12的具體過(guò)程，包括：

S121：根據(jù)步驟S11中模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子，針對(duì)每個(gè)N值，分別計(jì)算預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的直徑，即黑碳團(tuán)簇粒子的最大投影長(zhǎng)度；

S122：針對(duì)每個(gè)N值，分別計(jì)算預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的平均直徑；

S123：將步驟S122中計(jì)算出的預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的平均直徑與步驟S121中計(jì)算出的預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的直徑進(jìn)行匹配，獲得干空氣條件下的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在一個(gè)具體示例中，獲得干空氣條件下的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)3、11、24和52與黑碳團(tuán)簇粒子直徑80nm、155nm、240nm和260nm的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的取值并不局限于上述示例。

S13：根據(jù)建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用DLA模型模擬在不同濕度條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子，并計(jì)算模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子的直徑。

步驟S13的具體過(guò)程，包括：

S131：設(shè)置D_f在1.82至3.00區(qū)間內(nèi)以步長(zhǎng)間隔為0.01進(jìn)行取值，RH在 0％至95％區(qū)間進(jìn)行不等間隔取值，由步驟S1中的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型獲取不同RH對(duì)應(yīng)的黑碳單體直徑，然后將D_f和黑碳單體直徑作為輸入?yún)?shù)，利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子，該黑碳團(tuán)簇粒子是在不同濕度條件下生成的；

需要說(shuō)明的是，RH是黑碳單體吸濕增長(zhǎng)模型的必要輸入?yún)?shù)。D_f和由黑碳單體吸濕增長(zhǎng)模型計(jì)算得到的吸濕后黑碳單體粒子直徑為DLA模型的必要輸入?yún)?shù)，將這兩個(gè)參數(shù)輸入DLA模型后，就可利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇。

S132：針對(duì)每組D_f和RH，分別完成預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的模擬，并計(jì)算該預(yù)設(shè)數(shù)量例(如：1000例)黑碳團(tuán)簇粒子的平均直徑。

S14：將黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與步驟S13中模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子直徑進(jìn)行匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型。

其中，建立的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型為：

$D_f(RH,N)=\mathrm{\α}\·{(1-RH/100)}^{(-{\mathrm{\γ}}_1+{\mathrm{\γ}}_2/N)}$

其中，γ₁和γ₂為模型參數(shù)，α為修正因子。

S2：根據(jù)步驟S1中建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型與黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)過(guò)程。

與上述基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明提供一種基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬系統(tǒng)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬系統(tǒng)包括：吸濕增長(zhǎng)模型建立單元310、吸濕重構(gòu)模型建立單元320和吸濕重構(gòu)過(guò)程模擬單元330。

其中，吸濕增長(zhǎng)模型建立單元310用于根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，建立黑碳團(tuán)簇粒子中的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型。

吸濕重構(gòu)模型建立單元320用于根據(jù)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型；其中，吸濕重構(gòu)模型建立單元320進(jìn)一步包括：

第一模擬生成模塊321，用于根據(jù)DLA模型模擬在干空氣條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子；

對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取模塊322，用于根據(jù)第一模擬生成模塊321模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子和黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，獲取干空氣條件下的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

第二模擬生成模塊323，用于根據(jù)吸濕重構(gòu)模型建立單元310建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型，以及對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取模塊322獲取的黑碳團(tuán)簇粒子中黑碳單體個(gè)數(shù)與黑碳團(tuán)簇粒子直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用DLA模型模擬在不同濕度條件下生成的黑碳團(tuán)簇粒子；

粒子直徑計(jì)算模塊324，用于計(jì)算第二模擬生成模塊323模擬生成的黑碳團(tuán)簇粒子的直徑；

數(shù)據(jù)匹配模塊325，用于將黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與粒子直徑計(jì)算模塊324計(jì)算出的黑碳團(tuán)簇粒子直徑進(jìn)行匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型。

吸濕重構(gòu)過(guò)程模擬單元330，用于根據(jù)吸濕增長(zhǎng)模型建立單元310建立的黑碳單體的吸濕增長(zhǎng)模型與吸濕重構(gòu)模型建立單元320建立的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，利用DLA模型模擬黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)過(guò)程。

上述內(nèi)容詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于分形理論的黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模擬方法及系統(tǒng)，根據(jù)獲取的黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，利用分形理論和吸濕增長(zhǎng)理論模擬黑碳團(tuán)簇粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)，通過(guò)黑碳?xì)馊苣z粒子的吸濕增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與模擬的黑碳團(tuán)簇粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)的匹配，建立黑碳團(tuán)簇粒子的吸濕重構(gòu)模型，能夠較為準(zhǔn)確地模擬黑碳團(tuán)簇粒子在潮濕空氣中的形變過(guò)程，為進(jìn)一步精確估算黑碳團(tuán)簇粒子的輻射強(qiáng)迫作用提供必要的前提。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。