相場法
關注創建者：歸一 創建時間：2020-05-22
相場法的視頻教程
相場法模擬爆炸荷載下混凝土板裂紋擴展
1：相場程序非本人所寫，也是購買所得； 2：采用的是二維模型； 3：爆炸荷載采用的是壓力時程曲線導入，即采用幅值的方式，并非是CONWEP、CEL等方法； 4：混凝土材料參數輸入的是裂紋特征長度等長度，與普通混凝土采用的CDP、JH2等材料模型不一樣； 5：爆炸荷載曲線可以自己生成，章節2便是爆炸荷載生成曲線視頻。
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元胞自動機法（CA法）在MATLAB中的實現方法及編程技巧
背景： 目前工程中常用元胞自動機（CA法）、相場法及蒙特卡洛法等實現物理行為的可視化編程。其中CA法作為介觀尺度模擬的重要方法在編程中具有重要作用，其清晰的數學思路、便捷的編程方法對可視化復雜的物理現象，揭示其作用機制具有重要意義。為此，把本次課計劃對元胞自動機方法進行一個簡明教程；以二維CA生命游戲代碼為例，介紹其編程思路及實現原理。
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相場法的實例教程
<p><strong style="background-color: rgba(0, 0, 0, 0);">【引言】</strong></p><p>在頁巖油開采的競技場上，水力壓裂技術曾被譽為“解鎖地下黑金的鑰匙”，但隨之而來的水資源消耗、化學污染和低效裂縫預測等問題，正讓這把鑰匙逐漸生銹。當全球能源行業將目光投向更清潔的超臨界CO?壓裂技術時，一個更棘手的難題浮出水面：如何馴服這種介于氣液之間的“暴躁流體”，精準預判它在千米地層下的裂巖軌跡？</p><p>傳統實驗手段如同“盲人摸象”——物理模擬成本高昂，現場試錯風險巨大，而經典數值模型又難以刻畫CO?與頁巖間復雜的相變交互。直到相場法（Phase-Field Method）的出現，這場博弈迎來了轉機。這項起源于材料科學的數學工具，正將超臨界CO?轉化為可被方程描述的“數字流體”，在虛擬空間中重構裂縫生長的每一個細節：從CO?分子穿透巖石孔隙的微觀動力學，到宏觀裂縫網絡的混沌分形演化，原本不可見的流體暴力被解構成萬億次計算的優雅舞蹈。</p><p>當算法的精度突破物理實驗的邊界，頁巖壓裂正在從“經驗驅動”邁向“預測驅動”的新紀元。這場由相場法引領的仿真革命，或將重新定義非常規油氣開采的底層邏輯——用數字孿生代替盲目試錯，用計算預見性取代經驗不確定性。而我們，正站在這場技術范式轉移的臨界點上。
展開 包含相場法和水平集法，可以很好地對比兩者之間的區別
Abaqus軟件實現裂紋擴展相場法模擬，包含8個典型案例與對應視頻教程，例如單邊拉裂紋擴展模擬，巴西圓盤裂紋擴展模擬，動態裂紋擴展模擬，接觸面裂紋擴展模擬等案例，模擬效果可看效果圖。此外還包括2篇論文和對應論文源程序案例，采用Abaqus用戶子程序實現相場法模擬。
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相場法與水力壓裂的相關文獻和comsol軟件案例，comsol版本為5.5，低版本無法打開
案例1 單一裂縫延伸
模型尺寸30m×15m
案例2 兩簇壓裂
兩簇裂縫排量相同，不考慮流量在裂縫間的動態分配
模型尺寸30m×30m
案例3 三簇壓裂-對稱
三簇裂縫排量相同，不考慮流量在裂縫間的動態分配
模型尺寸60m×15m
案例4 三簇壓裂-完全
三簇裂縫排量相同，不考慮流量在裂縫間的動態分配
模型尺寸30m×30m
案例5 水力裂縫與垂直天然裂縫相交
案例6 水力裂縫與傾斜裂縫相交
相關書籍和論文
comsol相場法模擬水池注水大變形
相場法的相關專題、標簽、搜索
相場法的最新內容
完全開源透明：可以看到剛度矩陣組裝、殘差計算、相場演化的每一行代碼，適合用于理解相場法的原理。
Ho等人用相場法模擬了水平管道中的氣泡流動。他們的研究結果表明，在界面上應用流體物理性質的算術平均值來處理無法捕捉氣相中存在的強烈的再循環流場對界面的影響。
對比國外商軟的VOF方法，VirtualFlow中的LS方法對界面性質卻有不同的處理。在VirtualFlow中，使用兩個相鄰細胞中心值之間的諧波平均值（基于顏色函數）來計算單元的表面粘度。
平面應力脆性斷裂相場AT2模型10個月前
斷裂相場法. 北京: 科學出版社; 2022.
[2] Kristensen PK, Martínez-Pa?eda E. Phase field fracture modelling using quasi-Newton methods and a new adaptive step scheme.
這場由相場法引領的仿真革命，或將重新定義非常規油氣開采的底層邏輯——用數字孿生代替盲目試錯，用計算預見性取代經驗不確定性。而我們，正站在這場技術范式轉移的臨界點上。
本案例介紹COMSOL相場法進行多孔介質下的油水兩相驅替模型。
多孔介質采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0版本生成，插件可指定模型尺寸、正態分布的粒徑、粒徑范圍等信息，且可設置圓形之間的最小間距，以確保在有限元模擬中網格能夠容易劃分，不至于出現過小單元。
相場法模型應用在彈性模量與強度比較低的巖石壓裂過程中，很容易出現模型不收斂現象。相場法主要用在彈模比較大的且以張拉破壞為主的巖石壓裂過程中，對于軟煤可能存在失效的問題。
RFPA比較適用于脆性巖石的壓裂或者破壞，模擬出來的效果也比較好，但是應用在煤的壓裂時，形成的裂縫很寬，并不能很好的反映壓裂效果。
更新格式為:
剛度矩陣為：
為了保證損傷不能愈合，即：
需要做出一些修改，即取歷史上最大的彈性應變能，即：
4 代碼
《斷裂相場法》書中提供了傳統脆性斷裂相場模型的二維UEL代碼。本文將其拓展為三維情況。
UEL需要更新單元的剛度矩陣和右端項，公式在理論部分已詳細給出。
該方法主要用于研究成形過程中冶金缺陷的形成機理，并且可以作為微觀組織數值模擬算法（如相場法等）的輸入，實現對材料熔化過程中微觀組織重熔以及凝固過程中晶粒形核與生長的預測。
熱-固耦合
熱-固耦合模擬方法關注成形過程中熔覆沉積材料、基板的溫度分布以及與溫度變化相關的內應力/變形演化過程，不考慮熔池內部的流動和對流傳熱,通常采用有限元法進行求解。
水平集法和相場法都可以與 COMSOL Multiphysics 中的所有湍流模型結合使用，如下圖和動畫所示。
在 COMSOL Multiphysics 中，所有湍流模型都可以與相場法和水平集法相結合來模擬兩相流。
將水平集法與 k-e 湍流模型相結合模擬反應堆中水和空氣的兩相流。
文章名稱：《Development of microstructure-sensitive damage models for zirconium polycrystals 》
doi：10.1016/j.ijplas.2021.103156
推薦理由：前面的推文中介紹了幾種典型耦合晶體塑性與損傷的數值策略，如連續損傷cdm，非耦合的jc損傷，內聚區方法以及相場法，這里推薦的文章使用了另一類損傷方案
