非均質(zhì)的案例
我國石油物探技術(shù)升級版聚焦非均質(zhì)油氣藏
與會代表深入交流非均質(zhì)油氣藏地球物理勘探技術(shù)最新進展，有效推動物探技術(shù)持續(xù)升級，為油氣勘探上游業(yè)務高質(zhì)量發(fā)展提供有力技術(shù)支撐。
與會專家學者圍繞“非均質(zhì)油氣藏地球物理技術(shù)”主題，針對油氣藏勘探難題與技術(shù)問題，結(jié)合各項異性與保真成像、非均質(zhì)儲層預測、多波多分量與油氣檢測、物探新方法與軟件開發(fā)、地球物理數(shù)值與物理模擬、地球物理技術(shù)智能化等技術(shù)方法的研究進展，就物探技術(shù)領(lǐng)域基礎研究和應用技術(shù)創(chuàng)新進行了深入交流和研討，共同促進地球物理技術(shù)進步，不斷提升油氣勘探開發(fā)經(jīng)濟效益，為推動效益勘探、低成本開發(fā)、天然氣快速發(fā)展發(fā)揮更好作用，做出更大貢獻。
會上展示了復雜構(gòu)造成像、“兩寬一高”資料處理、非均質(zhì)儲層預測與評價、地震流體判識等精細處理解釋技術(shù)，使廣大從業(yè)者了解了疊前基準面延拓、彈性波全波形反演等在內(nèi)的新一代高精度成像技術(shù)和高分辨率、高保真儲層預測技術(shù)，推廣了“綠色地震”“五維地震”等勘探地球物理領(lǐng)域前沿概念和理論。
來源：中化新網(wǎng)
展開 COMSOL案例，非均質(zhì)儲層的地熱能群井抽采 ￥98
本人做的一個comsol案例，適用于做地熱能開采的同志們，模型為非均質(zhì)模型，利用地質(zhì)統(tǒng)計學模擬得到儲層的非均質(zhì)性，加載到comsol中，表征滲透率的非均質(zhì)性，有研究領(lǐng)域相似的小伙伴可拿去研究研究。
【CAE案例】基于結(jié)構(gòu)有限元和強度折減法的非均質(zhì)土石壩穩(wěn)定性分析
對于非均質(zhì)的土石壩，常采用強度折減法進行非線性穩(wěn)定性分析。
LS-DYNA滾刀破巖非均質(zhì)巖石（二維） ￥200
采用LS-DYNA軟件，模型為二維，滾刀為剛體，巖石使用RHT本構(gòu)
《原創(chuàng)》ANSYS/ls-dyna考慮骨料、砂漿、ITZ細觀混凝土模型動態(tài)劈裂數(shù)值模擬 ￥100
關(guān)于SHPB數(shù)值模擬的研究已較為深入，模擬優(yōu)勢主要在于可通過修正參數(shù)使模擬結(jié)果與實際一致，以此為基礎對材料的動態(tài)破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規(guī)律，試件往往采用的是均質(zhì)模型。
近年來，關(guān)于非均質(zhì)模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
相比均質(zhì)有限元模型，非均質(zhì)有限元模型的仿真結(jié)果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領(lǐng)域、建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域等。
展開 ANSYS/LS-DYNA三相細觀骨料混凝土SHPB沖擊壓縮模擬
關(guān)于SHPB數(shù)值模擬的研究已較為深入，模擬優(yōu)勢主要在于可通過修正參數(shù)使模擬結(jié)果與實際一致，以此為基礎對材料的動態(tài)破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規(guī)律，試件往往采用的是均質(zhì)模型。
近年來，關(guān)于非均質(zhì)模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。
相比均質(zhì)有限元模型，非均質(zhì)有限元模型的仿真結(jié)果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領(lǐng)域、建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域等。
展開 ANSYS\ABAQUS纖維混凝土細觀骨料模型建立及網(wǎng)格劃分 ￥1.1
《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。</p><p class="ql-align-justify">相比均質(zhì)有限元模型，非均質(zhì)有限元模型的仿真結(jié)果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領(lǐng)域、建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域等。</p><p class="ql-align-justify">在有限元分析中，網(wǎng)格質(zhì)量的好壞極大程度影響模擬的收斂性，尤其對于顯式動態(tài)分析案例中，為了避免網(wǎng)格畸變導致計算時間長、計算結(jié)果不收斂等問題，大多采用六面體網(wǎng)格進行計算。因此，本文對非均質(zhì)纖維混凝土模型分別進行了四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格劃分的對比，并對該類網(wǎng)格劃分問題的步驟進行闡述。</p><p class="ql-align-justify">步驟一：采用Python、Fortran、APDL等編程語言生成隨機骨料及纖維，判定骨料與骨料之間，纖維與纖維之間，纖維與骨料之間互不侵入。基于此，生成骨料半徑、中心坐標，纖維起始點和終止點的坐標。</p><p class="ql-align-justify">步驟二：將坐標信息導入ANSYS或ABAQUS中，結(jié)合軟件自帶建模語言進行建模及網(wǎng)格劃分，四面體網(wǎng)格可通過hypermesh進行精細網(wǎng)格劃分，也可采用自編網(wǎng)格投影法進行六面體網(wǎng)格劃分，不同方法均存在利弊。六面體網(wǎng)格計算時間大量縮短，但骨料形狀為類球體，是否能投影為球體與單元網(wǎng)格尺寸大小有關(guān)，四面體網(wǎng)格計算時間較長，劃分形狀與球體基本一致。</p><p class="ql-align-justify">步驟三：進行材料、單元幅值，開展不同有限元分析。
展開 ABAQUS中非均質(zhì)煤巖體的水力壓裂模擬 ￥80
今天給大家?guī)硪粋€有關(guān)水力壓裂模擬的案例，廢話少說直接上論文：
非均質(zhì)彈塑性煤體水壓致裂裂紋形態(tài)研究 - 中國知網(wǎng) (cnki.net)
模擬裂紋擴展的方法有很多，但我覺得FDEM方法是模擬縫網(wǎng)形態(tài)的最好方法，這篇論文使用ABAQUS通過二次開發(fā)實現(xiàn)FDEM方法，相關(guān)方法星辰北極星大佬早就使用過了，這里我們主要解決兩個問題：
1、材料非均質(zhì)性的實現(xiàn)方法
2、多射孔多注入點的集中流量注入實現(xiàn)
模擬的基本模型很簡單，辦公室的工作站只夠帶動的二維的；因為考慮了地層的非均質(zhì)性，所以計算不易收斂，這個二維模型為100w自由度，40核工作站算一步10分鐘左右，單步增量時長1e-5到-7的樣子，所以還請大家斟酌后建模。具體模型如下圖：15m*15m的地層中有一簇射孔，詳細尺寸圖中已經(jīng)給出啦。
這一簇射孔在際水力壓裂中是一個分隔段，我們需要將中間四個注液點耦合到一個節(jié)點上，給這個節(jié)點設置集中注液流量，被耦合的四個點根據(jù)孔隙壓力自己平衡每個點的注液流量。
展開 ACTRAN軟件優(yōu)勢
這些模型大多忽略了車輛內(nèi)部中很多重要的因素及參數(shù)如車輛內(nèi)部的精確外形、結(jié)構(gòu)材料的非均質(zhì)性、隔聲材料的非均質(zhì)性、多層窗結(jié)構(gòu)、加強筋、地板等。這將導致模擬過程存在諸多局限性。 基于有限元法的聲學計算軟件ACTRAN為工程師深入細致研究這些真實模型中的復雜因素提供了可能。例如下圖為中國南車株洲電力機車有限公司提供的列車車廂模型
ACTRAN軟件優(yōu)勢.rar
鑄鐵件性能差異原因在哪？碳化硅是如何提升鑄件質(zhì)量的？
對于減少非金屬夾雜物和熔渣，消除縮松，消除皮下氣孔也有良好的作用。
2、預處理的作用2.1 形核的原理在Fe-C共晶系中，灰鑄鐵在共晶凝固階段由于石墨的熔點高，是共晶體的領(lǐng)先相，奧氏體借助石墨析出。以每個石墨核心為中心所形成的石墨+奧氏體兩相共生共長的晶粒稱共晶團。存在于鑄鐵熔液中的亞微觀石墨聚集體、未熔的石墨微粒、某些高熔點硫化物、氧化物、碳化物、氮化物顆粒等，都可能成為石墨的非均質(zhì)晶核。球墨鑄鐵的形核與灰鑄鐵形核沒有本質(zhì)區(qū)別，只是核心物質(zhì)中增加有鎂的氧化物和硫化物。
鐵液中石墨的析出必須經(jīng)歷形核和生長兩個過程。石墨的形核有均質(zhì)形核和非均質(zhì)形核兩種方式。均質(zhì)形核亦稱自生晶核。鐵液中有大量起伏不定的，超過臨界晶核尺寸的，近程有序排列的碳原子集團，可能成為均質(zhì)晶核。實驗證明均質(zhì)晶核的過冷度很大，必須主要依靠非均質(zhì)晶核作為鐵液中石墨的生核劑。鑄鐵熔液中存在大量外來質(zhì)點，每1cm3鐵液中，僅氧化物質(zhì)點就有500萬個。只有那些與石墨的晶格參數(shù)、位相存在一定關(guān)系的質(zhì)點，才能成為石墨形核基底。晶格匹配關(guān)系的特征參數(shù)稱平面失配度。當然只有晶格平面失配度小，才能夠讓碳原子容易與石墨晶核匹配。如果晶核材料是碳原子，那么它們的失配度為零，這樣的成核條件最好。[1]
碳化硅在鐵液內(nèi)分解成碳和硅比鐵液本身含有的碳和硅的內(nèi)能大，鐵液本身所含的Si溶于奧氏體中，球墨鑄鐵鐵液中的碳，部分在鐵液中形成石墨球，部分在奧氏體中尚未析出。因此碳化硅的加入，有很好的脫氧作用。
Si + O2 → SiO2 （1）
MgO +SiO2 →MgO?SiO2 （2）
2MgO +2SiO2→ 2MgO?2SiO2 （3）
頑輝石成分MgO?SiO2和鎂橄欖石成分2MgO?2SiO2與石墨（001）失配度高不易作為石墨形核的基底。
展開 鑄鐵件性能差異原因分析，看看碳化硅是如何提升鑄件質(zhì)量的
對于減少非金屬夾雜物和熔渣，消除縮松，消除皮下氣孔也有良好的作用。
2、預處理的作用2.1 形核的原理在Fe-C共晶系中，灰鑄鐵在共晶凝固階段由于石墨的熔點高，是共晶體的領(lǐng)先相，奧氏體借助石墨析出。以每個石墨核心為中心所形成的石墨+奧氏體兩相共生共長的晶粒稱共晶團。存在于鑄鐵熔液中的亞微觀石墨聚集體、未熔的石墨微粒、某些高熔點硫化物、氧化物、碳化物、氮化物顆粒等，都可能成為石墨的非均質(zhì)晶核。球墨鑄鐵的形核與灰鑄鐵形核沒有本質(zhì)區(qū)別，只是核心物質(zhì)中增加有鎂的氧化物和硫化物。
鐵液中石墨的析出必須經(jīng)歷形核和生長兩個過程。石墨的形核有均質(zhì)形核和非均質(zhì)形核兩種方式。均質(zhì)形核亦稱自生晶核。鐵液中有大量起伏不定的，超過臨界晶核尺寸的，近程有序排列的碳原子集團，可能成為均質(zhì)晶核。實驗證明均質(zhì)晶核的過冷度很大，必須主要依靠非均質(zhì)晶核作為鐵液中石墨的生核劑。鑄鐵熔液中存在大量外來質(zhì)點，每1cm3鐵液中，僅氧化物質(zhì)點就有500萬個。只有那些與石墨的晶格參數(shù)、位相存在一定關(guān)系的質(zhì)點，才能成為石墨形核基底。晶格匹配關(guān)系的特征參數(shù)稱平面失配度。當然只有晶格平面失配度小，才能夠讓碳原子容易與石墨晶核匹配。如果晶核材料是碳原子，那么它們的失配度為零，這樣的成核條件最好。[1]
碳化硅在鐵液內(nèi)分解成碳和硅比鐵液本身含有的碳和硅的內(nèi)能大，鐵液本身所含的Si溶于奧氏體中，球墨鑄鐵鐵液中的碳，部分在鐵液中形成石墨球，部分在奧氏體中尚未析出。因此碳化硅的加入，有很好的脫氧作用。
展開 
Abaqus三維晶體塑性Voronoi泰森多邊形晶格建模插件 ￥198
可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質(zhì)晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構(gòu)建及研究。
模型說明
插件采用離散(背景網(wǎng)格)Voronoi模型生成，對單元（Element）進行集（Set）劃分，實現(xiàn)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(xiàn)非均質(zhì)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(nèi)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(wǎng)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(nèi)容需要用戶根據(jù)模擬內(nèi)容自行設置。
參數(shù)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(wǎng)格劃分。
Cells num：生成的晶格數(shù)量。對于形體較為復雜的模型可能會出現(xiàn)空Set，既不包含單元的Set，會導致實際生成的晶格數(shù)量略小于指定數(shù)量，但不會對后續(xù)模擬產(chǎn)生影響。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。如需Abaqus2023及以下版本的插件可查看：https://www.yqgqt.org.cn/post/1790098
更新日志
2024/04/10 V3.0
1、適配Python3及Abaqus2024以上版本；
2、優(yōu)化插件界面及提示；
3、優(yōu)化許可認證。
展開 ABAQUS定義隨“空間”變化的材料
大自然中絕大部分材料是非均質(zhì)的，隨著物體上材料位置的變化，表現(xiàn)的材料屬性也不盡相同。
如：沉積巖的形成過程，隨不同層積速度、沉積物質(zhì)條件，其材料性質(zhì)沿層積方向上是逐漸變化的；
又如：金屬成型過程，不同位置的冷凝條件、約束條件的差異，會形成不同晶體，材料在各處的宏觀表現(xiàn)也不同；
再如：注塑成型過程，不同位置的玻纖流動形態(tài)、冷凝速度、相貫線、缺陷等等都會造成材料的非均質(zhì)性。
為了實現(xiàn)非均質(zhì)材料的定義，我們需要根據(jù)已知的規(guī)律，在不同位置定義不同的材料屬性，下來就來聊聊常用的幾種方法。
01 刨切
在ABAQUS中，對于一些簡單問題，我們可以使用幾何刨切的方式，將相同或相近的材料刨分成一個塊體，然后給不同的塊體定義不同的材料屬性，這種方法很直觀，且無技術(shù)門檻，因此被廣泛使用；
比如，土體層積由于年代特征，具有明顯的分層特征，可以使用刨切的方式快速創(chuàng)建出不同的土層塊體；
02 集合
如果模型中材料分布過于復雜，使得我們很難劃分出準確的材料分區(qū)，或者即使劃分出來，分區(qū)過程創(chuàng)建的大量細小特征，也將導致龐大的網(wǎng)格數(shù)量和較低的網(wǎng)格質(zhì)量，此時，我們可以采用體素（像素）網(wǎng)格，將相近材料的單元，定義成一個Set集合，對不同集合定義不同材料性質(zhì)；
在這個過程中，往往不是通過手動創(chuàng)建集合，推薦學習使用Python語言，進行前處理二次開發(fā)；
上面兩種情況，對于材料分界面清晰的情況，大多都是有效的，但對于材料性質(zhì)過渡平緩、不足夠明確邊界時，將不大適用。
展開 城大朱平安/港大王立秋《Chem. Rev.》綜述：微流控軟制造技術(shù)調(diào)控材料潤濕性
由于這些流體系統(tǒng)均是可變形的軟物質(zhì)，作者將這一技術(shù)命名為“微流控軟制造”。根據(jù)自組裝的次序不同，流體模板可歸類為單個液滴和氣泡、1維陣列、2維和3維組裝體。
圖2. 微流控軟制造基本流程
“
浸潤現(xiàn)象
作者詳細介紹了液體在二維表面、纖維表面和微納顆粒表面的基本潤濕現(xiàn)象和規(guī)律，如二維表面潤濕包括楊式方程、Cassie態(tài)、Wenzel態(tài)、亞穩(wěn)Cassie態(tài)、Cassie-Wenzel潤濕轉(zhuǎn)變的突破壓力等概念；纖維表面潤濕包括纖維表面液膜涂覆、靜態(tài)液滴的形狀、動態(tài)液滴的定向運動、多根纖維的潤濕等；微納顆粒潤濕包括界面吸附能、Pickering乳液、界面堵塞的雙連續(xù)乳化凝膠（Bijel）、液體彈珠、裝甲氣泡等概念和系統(tǒng)。
“
調(diào)控材料浸潤性
以微流控液滴為模板制備的微顆粒具有單一浸潤性（親水或疏水）、兩親性（一面親水一面親油）、核-殼非均質(zhì)浸潤性；以微流控射流為模板制備的微纖維具有蛛絲狀、念珠狀、多孔狀等形貌特征，因此具備可調(diào)的拉普拉斯壓力梯度和表面能梯度，適用于液體操縱；以乳液和液體泡沫為模板制備的多孔表面由于具備獨特的互連結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出多種優(yōu)異的浸潤性，如超疏水、全疏液、超疏熱水、液下超疏液、液體灌注的超滑態(tài)（SLIPS）、雙面非均質(zhì)浸潤性等。
展開 COMSOL隨機幾何分布合輯
15、COMSOL Multiphysics通過隨機函數(shù)模擬非均質(zhì)儲層
儲層非均質(zhì)性是指表征儲層的參數(shù)在空間上的不均勻性，是儲層的普遍特性。在機理分析中，學者通常假設為儲層均質(zhì)，展開機理分析。Comsol的起源是Matlab的一個工具箱，不僅可以和Matlab交互使用，同時本身也有函數(shù)庫。因此，在定義儲層材料屬性時，以彈性模量為例，在定義儲層屬性時，可以通過定義隨機分布函數(shù)，結(jié)合數(shù)學運算，來表征彈性模量隨機分布的儲層。
16、多孔泡沫幾何模型
17、方法生成不干涉隨機幾何-標準模型
18、鋼筋纖維1% +顆粒球
19、泡沫結(jié)構(gòu)多物理場分析
20、十四面體
21、用COMSOL進行隨機天然裂縫網(wǎng)絡滲流模擬
22、四參數(shù)隨機生長法重構(gòu)二維多孔介質(zhì)裂隙
23、隨機幾何多孔滲流
24、隨機生成幾何模型-COMSOL奶酪
25、纖維+六角片片隨機幾何
26、三維隨機裂隙面
27混凝土細觀模型
多種形狀糅合在一起的，MATLAB算的，已知骨料個數(shù)得到的，可導入COMSOL或者abaqus中
可以通過本人q1272394845聯(lián)系,帖子有限，僅作部分展示。
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