三維Voronoi
關注創建者：Hfans 創建時間：2020-02-20
三維Voronoi的實例教程
三維Voronoi
Voronoi又名泰森多邊形或Dirichlet圖、維諾圖等，三維Voronoi是由連接兩鄰點直線的垂直平分面組成的連續三維多面體結構。Voronoi在各個學科中應用廣泛，如進行區域規劃、晶體塑性有限元研究、路徑優化、地形簡化、多孔結構力學等方面的分析。
CAD Voronoi3D
CAD Voronoi 3D參數化建模插件可用于在AutoCAD軟件內生成三維Voronoi模型。插件在長方體、圓柱體、球體、圓錐體、圓環體不同的幾何模型構建泰森多邊形晶格，且可指定晶格的尺寸及有無晶格邊界層，同時插件提供了“隨機”及“均布”兩種控制點分布模式。
CAD Voronoi 3D插件可指定不同的試件形狀及試件尺寸，指定形狀內生成三維泰森多邊形實體晶格。
模型可包括晶格及晶格之間的晶界，同時可控制晶格邊界的厚度及有無，用于構建不同的Voronoi三維模型。
晶格邊界及泰森多邊形晶格分圖層繪制，可方便批量管理。
生成的區塊為單獨的部件，方便進行手動修改。
插件可指定晶格尺寸、控制點的分布模式，可實現【隨機分布】及【均勻分布+浮動%】兩種模式。
生成的CAD模型可直接在CAD內或其他三維建模軟件內進行渲染出圖。
CAD Voronoi3D也可導入其他有限元軟件如Comsol、Ansys、Abaqus內進行三維Voronoi模型的構建，利用3D泰森多邊形進行有限元分析模擬。
模型樣圖
三維Voronoi圖，含有無晶格兩種模型，及.dwg(CAD2018格式)、.sat、.iges三種數據格式。
展開 </em></p><p>***********************************</p><p>這里基本介紹了如何在MATLAB中建立三維voronoi后再導入到二維中的詳細過程，但是總感覺這個過程比較繁瑣，另外也有通過python二次開發進行直接在ABAQUS中建立模型，具有代表性的的就是星辰北極星團隊開發的voronoi插件，使用起來非常方便，當然，個人也做了一個生成voronoi3d晶粒的程序，但是，這些都是先建立幾何模型后再進行網格剖分，網格的邊界和晶粒邊界一致，這樣對于三維voronoi來說，由于結構比較復雜，網格劃分起來往往都比較困難，要不然就是單元少網格不好，要不然就是網格還可以但單元太多了，這就比較糾結了，所以，我們想著通過現在也是比較流行的映射網格來劃分voronoi體，這樣就不會出現上面單元數量與單元質量之間的矛盾了，這方面具有代表性的是neper軟件，但是neper是一個基于linux的小眾軟件，大部分人都不懂或賴得使用，這里我們介紹一款ABAQUS的voronoi映射網格生成插件，二維的其實比較好做，只要生成了二維voronoi圖片，然后，結合我們前期帖子中介紹的基于實際形貌的映射網格生成方法即可得到，但是對于三維的模型，因為是3d空間，這種方法就無能為力了，因此只能通過二次開發編程實現。
展開 通過ANSYS Workbench進行三維Voronoi晶體結構模型的有限元模擬是對晶體結構分析的有效方式。如建立的晶格及晶界模型，研究沿晶斷裂現象。
三維Voronoi晶體結構模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導入Workbench內，首先采用插件在AutoCAD內建立泰森多邊形三維模型。
在CAD內選擇輸出-其他格式將模型導出為iges格式文件。
打開Workbench后選擇相應的分析系統，在幾何結構下導入幾何模型，即可將模型導入到Workbench內。
打開模型，可進一步對晶格進行分析設置。
如進行默認接觸的修改及設置。
以及網格劃分等操作。
CAD Voronoi3D
https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603
展開 插件介紹
AbyssFish Voronoi2D&3D 3D V3.0 插件可對Abaqus內已進行網格劃分的部件（Part）生成Voronoi泰森多邊形區塊。插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進行指派Voronoi晶格，可設置晶格數量等參數。可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構建及研究。
模型說明
插件采用離散(背景網格)Voronoi模型生成，對單元（Element）進行集（Set）劃分，實現二維及三維Voronoi晶格。
插件建立的單元集模型，可方便用戶進行材料及截面的指派，以實現非均質材料、材料各向異性、隨機晶體取向等模型。
插件支持包含六面體及四面體在內的所有單元類型。
插件可用于二維模型、三維實體模型、三維殼模型等。
注意，插件僅可對已劃分網格的部件使用，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Model、Part：選擇需要進行晶格劃分的模型及部件，部件需首先進行網格劃分。
Cells num：生成的晶格數量。對于形體較為復雜的模型可能會出現空Set，既不包含單元的Set，會導致實際生成的晶格數量略小于指定數量，但不會對后續模擬產生影響。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus2024及以上版本。
展開 本案例介紹在COMSOL內建立任意形狀的三維Voronoi晶體結構實體模型。
三維模型需要在AutoCAD內建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進行晶格劃分。
將劃分好的晶體結構導出為iges格式文件，并將其導入到COMSOL內，建立裝配體。
對模型中的Voronoi晶粒設置不同的材料屬性。
可劃分網格，并進行晶體結構有限元仿真分析。
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COMSOL多孔球結構模型16天前
多孔球體結構模型采用CAD三維Voronoi劃分插件參數化建模生成。
建模的詳細操作步驟為：建立球體后采用插件實現Voronoi劃分，對生成的晶粒進行平滑處理，最后新建球體與平滑處理后的晶粒進行差集，實現多孔球結構模型。
本案例介紹在ANSYS Workbench內建立任意三維部件的Voronoi晶體結構3D模型。
首先需要在AutoCAD內手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設置晶粒參數，對模型進行Voronoi三維分區。
本案例闡述了針對任意形狀三維部件實施Voronoi晶格結構劃分并導入ABAQUS的完整流程。
三維模型需在AutoCAD中構建，并借助CAD三維模型Voronoi劃分插件完成晶格劃分。
本案例介紹在COMSOL內建立任意形狀的三維Voronoi晶體結構實體模型。
三維模型需要在AutoCAD內建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進行晶格劃分。
插件介紹
CAD三維模型Voronoi劃分插件可對AutoCAD中自建的任意三維實體模型進行Voronoi劃分。
8.0版本介紹：
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V8.0
9.0相比于8.0增添三項功能如下：
1.
Voronoi晶體模型，包括球形和多面體核殼晶體模塊，其用戶界面如下：
圖2.36 三維球形核殼晶體模塊
圖2.37 三維多面體核殼晶體模塊
2.2.10 光順晶體模塊
該模塊可用于生成三維光順Voronoi晶體模型，其用戶界面如下：
圖2.38 三維光順晶體模塊
2.3 離散型晶體模型
2.3.1 基礎晶體模塊
三維離散型基礎晶體模塊
CAD Voronoi
https://www.yqgqt.org.cn/post/1938994
3、CAD Voronoi 3D V1.0.1版本
具備在AutoCAD內建立三維多種形狀的Voronoi晶格三維實體模型。
多孔結構廣泛應用于過濾、催化、能量吸收等領域。基于Voronoi圖的方法通過調整生成點的位置和密度，控制多孔結構的孔隙大小和分布，可用于模擬自然界中的多孔介質，如泡沫金屬、骨小梁等。本案例介紹在ABAQUS內建立三維多孔材料。
首先采用CAD Voronoi 3D插件建立圓柱體試件晶粒模型。
本案例演示在CAD軟件內通過Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導入到Abaqus CAE內，完成晶體材料的有限元建模。
在AutoCAD軟件內，采用CAD_Voronoi V1.0.1插件建立晶體結構三維模型，并將整個模型導出為.iges格式文件備用。
