各向同性多孔介質模擬
關注創建者：Oler 創建時間：2019-07-04
各向同性多孔介質模擬的視頻教程
I-09多孔介質：各向同性介質《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之不可壓縮流_09多孔阻力：各向同性介質 涉及主要知識點： 1）多孔介質介紹； 2）STAR CCM+的慣性阻力和粘性阻力系數設置； 2）網格縮放； 3）創建壓降監控曲線。
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I_10多孔介質：各向異性介質《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之I不可壓縮流_10多孔阻力：正交各向異性介質 涉及主要知識點： 1）各項異性多孔介質介紹； 2）有關STAR CCM+的慣性阻力和粘性阻力系數設置請見上節課“多孔阻力：各向同性介質”； 3）STAR CCM+強大的復制粘貼功能介紹； 4）1個窗口中并列顯示2個云圖對比分析。
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各向同性多孔介質模擬的實例教程
通過定義多孔介質的慣性阻力和粘性阻力。阻力系數可使用不同的經驗關系，通過實驗進行研究測量或衍生得到，這取決于問題的確切性質。在這種情況這些值大致都是從各向同性多孔催化劑得到的。
1、問題描述
本案例使用已經畫好的體網格，導入以后的網格如下圖。
2、STAR-CCM+設置
本案例的介質是空氣，模擬狀態是穩態、湍流且不可壓縮。使用標準的K-Epsilon 模型。
（1）選擇反應類型相應的湍流模型；
（2）設置邊界條件，在Regions > Fluid > Boundaries > inlet > Physics Conditions > Turbulence Specification節點，將Method property改為Intensity + Length Scale。將進口的邊界條件改為下表：
（3）設置多孔介質。在Regions > Porous節點，將類型改為Porous Region.。在Physics Values > Porous Inertial Resistance節點，將Method property改為各向同性Principal Tensor。在Porous Inertial Resistance > Principal Tensor節點，同時選擇XX Component，YY Component和ZZ Component，將多孔慣性阻力改為25 kg/m4。在Porous Viscous Resistance > Principal Tensor節點，把XX Component，YY Component和ZZ Component改為1500 kg/m3-s計算后處理。這樣就設置好了各向同性多孔介質的多孔慣性阻力和粘性阻力。
展開 此 LS-DYNA 仿真顯示了一個簡單的 ICFD 各向同性多孔介質流輸入平臺。 與原來的圓柱體流動相比，圓柱體現在代表一種多孔介質，盡管流動緩慢，但允許流動通過它。 有幾種多孔介質模型可用，本例中使用的模型是 Ergun 相關性。
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不同于簡單的 Taylor 模型（假設所有晶粒應變相同）或 Sachs 模型（假設應力相同），VPSC 將每個晶粒視為嵌入在“等效介質”中的橢球夾雜。它巧妙地平衡了晶粒間的應力與應變分配，既考慮了晶粒形貌的影響，也能精確捕捉由于晶體轉動引起的織構演變。
對于從事鋁合金、鎂合金等具有顯著各向異性材料研究的同學來說，VPSC是預測材料在復雜加工路徑下表現的有力工具。
傳統有限元分析通常采用各向同性塑性模型，通過宏觀應力–應變曲線描述材料響應。但實際金屬材料并不是“均勻黑箱”：晶粒取向、滑移系激活、織構演化都會影響局部塑性變形，尤其在薄壁管壓潰這類大變形、強局部化問題中，微觀結構可能對吸能行為產生重要影響。
第四，作者還加入了一個各向同性 accommodation 項，用來描述晶界附近非晶體學協調變形的作用。這個處理非常值得重視。很多時候我們做晶體塑性，只把目光放在晶內滑移和孿晶上，卻容易忽略多晶材料中晶粒之間并不是天然完全協調的。Staroselsky 這篇文章清楚地認識到：如果不考慮這部分效應，數值計算中的應力水平會偏高，甚至難以合理匹配實驗。
摘要
分層介質組件旨在對一系列平面圖層進行嚴格而快速的分析，其中每個平面圖層后面都是均質(各向同性或各向異性)介質。這種配置在例如涂層應用中特別令人感興趣。在這個用例中，我們展示了如何在VirtualLab Fusion中定義這樣的結構，并深入探討了它的特性。
在哪里可以找到組件？
MPPIC通過用統計和連續介質模型替代顯式碰撞追蹤來解決這一挑戰。您將探索粒子屬性如何投影到歐拉網格上，應力如何建模，以及速度修正如何確保穩定且真實的模擬。
課程仔細解釋了MPPIC的構建模塊，包括平均方法、阻尼模型、各向同性修正和堆積模型。每個概念都與其在OpenFOAM中的實現相關聯，您還將檢查源代碼以了解這些模型是如何構建的。
它由各向同性材料和雙折射材料交替堆疊而成。
折射率根據以下公式呈現色散：
中??1,2，??1,2和??1,2是擬合參數。
材料1和2的厚度??1和??2可由以下公式推導得出：
在這個例子中我們考慮：
和
步驟1. 對具有均勻層的反射式偏振片運行仿真并導出計算結果
在此步驟中，通過掃描入射角（θ和φ）來評估反射偏振片的反射特性。
[6] 2026年3月，瑞士研究團隊在《Nature》上發表了一項單芯片四維成像傳感器，代表了向多維度單片集成的重要一步。
建模任務
非球面鏡和準直物鏡
透鏡系統元件允許簡單地定義一個由光滑表面和均勻的、各向同性的介質的交替排列組成的元件。就界面和材料而言，可以從內置的目錄中選擇已有的選項，或者定制您自己的界面和材料，以獲得最大的靈活性。
3 階 SH 是方向輻射的低通濾波器，各階對應從各向同性基礎顏色（0 階）到較高頻高光（3 階）的外觀描述。
需要注意的一個關鍵是，SH 系數無法被解碼為 IOR、粗糙度、金屬度等物理參數，它將光照與材質混合烘焙（baked），兩者無法分離。這并非工程限制，而是數學層面的根本局限——SH 的優化目標是最小化渲染誤差，而非最大化物理可解釋性。
在光柵組件的求解器區域中，用戶可以輕松地調整此參數，以確保快速而準確的模擬。
大NA物鏡
Lens System Component允許輕松定義由光滑表面和均勻、各向同性介質的交替序列組成的組件。在界面和材料方面，可以從內置目錄中選擇現成的條目，也可以定制自己的條目，以實現最大的靈活性。
