周期性
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2020-11-10
周期性的視頻教程
二維RVE模型(周期性邊界條件)的建立與分析
建立了二維RVE模型，施加了周期性邊界條件，通過拉伸工況，驗證了周期性結構位移連續，并且與參考文獻對比了真實應力應變曲線驗證了結果的準確性。解決的問題如下： 問題一：RVE模型的應用場景 (1) 在什么情況下使用RVE模型？ (2) RVE模型有哪些用途？
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具有旋轉周期性零件強度剛度分析
講解如何在ANSYS workbench中實現具有旋轉周期性對稱結構的仿真設置，包括周期性邊界條件，局部坐標系，周期網格如何設置，最后講解旋轉件離心力作用下如何進行強度，剛度分析。本課程有很好的通用性，方法適合于所有旋轉周期結構的仿真，充分利用結構周期性可大大縮短求解規模和求解時間，具有很強的實用性。
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在ABAQUS中通過Python施加周期性邊界條件
周期性邊界條件可以實現利用局部材料模型模擬宏觀材料的力學響應。常常用于復合材料、微觀力學行為的模擬。 在ABAQUS中施加周期性邊界條件并不難，但是純手動添加十分繁瑣，近乎不可能。利用Python腳本可以大幅加快效率，瞬間完成添加。 網上對于周期性邊界條件的添加過程、以及Python代碼的描述都不夠完善。現將本人平時工作總結，把代碼分享出來，方便有需要的人研究使用。
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周期性的實例教程
針對ABAQUS周期性邊界手動施加繁瑣，復雜的問題，開發了兩款腳本文件，用于施加周期性邊界和一般周期性邊界。其中，周期性邊界的單元類型沒有任何限制；一般周期性邊界的單元類型需為四節點，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實現的效率比較高，對于節點數量在10W的模型，其需要的時間在1分鐘內（一般筆記本電腦）；計算結果合理，其測試模型為100mm*100mm*100mm的立方體，材料彈性模型為2.1e5MPa，泊松比為0.3，施加x向為5mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 周期性邊界條件的目標是：讓 RVE 的對邊在變形上保持一致性，使得 RVE 在數值上可看作“無限周期平鋪”的材料內部單元，從而在有限計算域內盡可能逼近真實材料內部的連續性與統計代表性。尤其對于多晶結構，周期性邊界能顯著降低邊界引入的偏差，使 RVE 對晶粒數、晶粒形貌與取向統計的敏感性更可控。
周期性邊界的核心思想是“對邊協同變形”。直觀理解：如果把 RVE 沿三個方向無限重復拼接，那么相鄰兩個單元在拼接面上的位移與變形必須連續，否則材料會出現裂縫或重疊。因此，在周期性條件下，RVE 的一對相對邊界（或面）需要滿足兩點：（1）波動位移在對邊相同：也就是去掉宏觀均勻變形后，剩余的局部起伏在對邊要匹配；（2）宏觀應變通過對邊位移差來體現：對邊的位移差對應外加的平均變形（例如單軸拉伸、剪切等）。這樣，RVE 內部既允許存在晶粒尺度的不均勻變形與應力波動，又保證了邊界處與“相鄰單元”拼接時的兼容性，從而實現對無限材料內部行為的合理近似。
在很多工程實現里，周期性邊界常依賴“節點一一對應”：要求相對兩邊（兩面）具有嚴格相同的網格拓撲與節點分布。為了滿足這一點，建模時往往需要：在幾何上確保邊界嚴格對齊；在網格上強制生成周期匹配節點；甚至為滿足配對而犧牲局部網格質量。
對多晶模型而言，這帶來一個典型問題：邊界鋸齒形。當晶粒形貌復雜、晶界曲折或需要局部加密網格時，為了保持對邊節點對應，邊界常被迫變成“階梯狀”的幾何近似。這會引入額外的幾何誤差與數值誤差：邊界附近應力集中被人為放大、局部剛度出現非物理變化，甚至影響裂紋萌生與剪切帶路徑判斷。對于包含第二相、孔洞、夾雜或復雜晶界網絡的模型，這類局限更突出。
“非匹配網格下的周期性邊界”要解決的關鍵就是：相對兩面不再要求節點一一對應。
展開 導讀
在CFD計算中，周期邊界應用非常廣泛，當幾何模型對稱時，采用周期性邊界可以大大減少計算量。本文描述了如何在Fluent Meshing及Ansys Meshing模塊中創建周期性網格的步驟。
Ansys Meshing
1.創建模型
新建幾何模型
剖分處1/4或1/2完整幾何體，這個幾何體有2個周期性邊界。
2.Ansys Meshing 網格劃分
進入Meshing模塊
創建柱左邊系Coordinate Systems<Insert<Coordinate Systems。
在彈出的面板中
選擇柱坐標系Cylindrical，Origin設置旋轉中心
將旋轉中心設置在旋轉軸上。
展開 對于葉輪機械而言，流體性能的好壞至關重要，傳統的葉輪機械設計是以實驗為基礎的設計，設計周期長，同時費用高，而通過應用CFD技術，則可以大大降低設計周期和成本，并能夠準確給出設備的整體流動性能和局部流動細節，預知可能的問題并提前進行優化。
周期性幾何簡化
由于葉輪機械的局部特征對流場結果的準確性至關重要，在進行網格劃分的過程中，常常需要對葉片、輪轂等局部細小特征進行高分辨率的捕捉，因此導致最終劃分的葉輪機械流場網格量巨大無比，求解效率較低。
而實際上，葉輪機械幾何及流場都具有周期性的特點，為了優化求解速度，我們完全可以充分利用這一特點，提取出葉輪機械的周期性幾何進行分析，如下圖所示，在幾何工具中截取具有周期性的流體域，提取的時候要注意，我們需要得到的是轉動周期性區域，我們可以根據葉片的數量進行角度計算，并通過旋轉軸截取固定角度的扇形周期區域。
周期性網格控制
通過ANSYS Workbench導入幾何，并應用ANSYSMeshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。
展開 基于材料定義光柵的類型（例程： 柱形光柵）
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對于簡單的光柵結構，建議選擇與介質周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 選項，并選擇合適的周期性介質的序號。
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該周期也是FMM算法的周期邊界條件。
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對于二維周期性光柵，必須在x和y方向分別定義周期。
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堆棧周期(Stack Period)可以控制整個結構的周期。
鑒于篇幅較長，請私信聯系全文。
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周期性的最新內容
衍射光柵
衍射光柵是一種具有微小周期性結構的光學結構，其中，這些結構之間的距離與光波長一樣小（即在微米或納米范圍內）。這些結構可以將入射光重定向到多個空間方向，這些方向被稱為衍射級次。衍射光柵的應用十分廣泛，涵蓋光譜分析到增強現實（AR）眼鏡等技術。
使用后根據實際實地環境周期性檢測維護。
鑄鐵平臺安裝過程中，用條式水平儀調測量，螺絲調整垂直度。用撬杠來調整直線度。一趟安裝調整完成后，用鋼尺測量的方法來一趟和二趟的平行度。依此類推，在安裝過程中，每天進行復檢，做到各個尺寸符合標準要求，準確無誤。對接基礎槽鐵時用合像水平儀和可調橋板測量對接平面，用螺絲控制高度做到對接的粗調平面要求。
這是一個二維光柵，其中菱形柱結構以六邊形排布方式進行周期性重復。
lswm_2D_rec_cylinder_221210.fsp
這是一個二維光柵，其中圓柱結構沿 x 和 y 方向進行周期性重復。
與 STACK 求解器不同，RCWA 求解器適用于具有層幾何形狀周期性變化的結構，例如光子晶體和衍射光柵。由于仿真時間通常遠短于 FDTD，RCWA 求解器是分析這類周期性結構的理想工具。
RCWA 方法原理
RCWA 方法是一種用于求解多層結構中麥克斯韋方程的半解析技術。在該方法中，結構沿傳播方向被劃分為一系列均勻的層。
（尺寸1*1）（0.1s）
二：2D雙相對數正態分布500個晶粒模型（0.1s）（體積分數0.2：0.8，晶粒個數450：50）
自動生成對應的統計信息：
點擊下載可以直接獲取所有相關的晶粒信息
三：隨機的500個晶粒的3D單相模型（0.1s）
四：隨機的1000個晶粒的3D雙相模型（0.5s）二次相分布于晶界
五：隨機的2000個晶粒的周期性單相模型
超表面是由亞波長（小于工作波長）微納結構單元周期性 / 非周期性排布的二維人工光學器件，厚度僅為傳統透鏡的 1/100 甚至更薄，可精準調控光的相位、振幅、偏振等特性，徹底打破傳統光學 “曲面、厚重、多片疊加” 的固有形態。當前，超表面成像技術已成為全球光學領域的研發熱點與產業焦點。
為了測試屏幕在生命周期的可靠性，沃華慧通的設備往往需要執行數百萬次的反復觸摸，通過力學傳感數據，量化屏幕觸控報點的抖動與延遲 。只有通過了這種“鐵人三項”般的耐久測試，那塊屏幕才敢被裝進駕駛艙，確保你在開了五年車之后，屏幕依然“指哪打哪”。
三、 看得見的“瑕疵”與看不見的“內傷”
隨著一體屏、曲面屏甚至旋轉屏的普及，傳統的“人眼質檢”徹底失效了。
五、定期的預防性維護
建立完善的維護檔案十分重要，定期檢查閥門外部是否有泄漏痕跡，監聽運行聲音是否異常，并記錄關鍵性能數據，對于長期運行的設備，建議按照IMI Norgren官方指南進行周期性校準，以確保始終處于最佳工作狀態。
如何對提升閥系統進行節能優化？12天前
從智能按需供壓到低功耗驅動，再到全生命周期的預測性維護，諾冠主要幫助客戶在激烈的市場競爭中實現綠色轉型，讓每一帕斯卡的壓力，都精準地用在刀刃上——這就是諾冠為您帶來的節能之道。
這一處理方式使得所有纖維端面與基體表面具備一致的平齊度，避免了切割面階差對周期性網格對齊造成的影響。
圖 2.
