多孔固體結構的案例
這結構，太漂亮了！研究海星，登上Science封面！ 附多孔固體結構與性能第2版下載
綜上所述，研究團隊通過研究多節海星的生物礦化骨骼，發現了一種天然陶瓷的雙尺度微晶格結構。這種結構具有原子級方解石（即碳酸鈣的穩定形態）和微米級金剛石三重周期性最小表面（金剛石-TPMS）幾何形狀，以及晶格級結構梯度和原子級位錯缺陷。這種獨特的雙尺度微晶格提供了多種有效策略包括晶體共取向、晶格幾何梯度和通過微晶格位錯抑制解理斷裂，來實現高剛度、強度和損傷容限。該工作為開發高性能輕質且高強度的陶瓷復合材料帶來了曙光。
下載地址：多孔固體結構與性能第2版
COMSOL多孔結構傳熱模擬
多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。
多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結構草圖模型導入到COMSOL內，建立孔隙部件。
在COMSOL內新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結構部件。
再次導入原孔隙模型，并構建聯合體。將孔隙部分材料屬性設置為空氣，完成多孔結構兩相材料模型構建。
添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
展開 CAD多孔結構3D_QSGS 插件 ￥899
插件介紹
CAD多孔結構3D QSGS插件可用于在AutoCAD軟件內生成三維多孔結構模型，可用于數字巖心、多孔介質、多孔結構等方面的建模及模擬。
插件可指定模型的長度、寬度、高度，可構建任意幾何尺寸三維幾何模型。
多孔結構建?；谒膮惦S機生長（QSGS）原理。
（1）在二維空間中按照一定分布概率隨機布置孔隙，此分布概率須小于設置的孔隙率；
（2）在二維空間中，按照一定生長概率，令分布的孔隙單元向相鄰點生長。
（3）重復上述步驟，直到生長相達到設定孔隙率時，停止生長，即QSGS 重構多孔介質模型完成。
其構建過程可參考以下流程。
插件在四參數隨機生長的基礎上，進行算法改進，使得孔隙結構分布更為集中，減少離散孔隙的存在，同時可采用CAD軟件將孔隙邊緣處理的更為平滑。
插件生成的幾何模型為通用的CAD格式，支持如COMSOL、ANSYS、Abaqus、Fluent等主流有限元軟件。
說明提醒
插件適用于AutoCAD2010~2024及以上版本。插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
樣圖下載
CAD三維多孔結構QSGS樣圖.rar
展開 重大《AFM》：一種具有多異質結構界面和三維多孔結構的電催化劑
來自重慶大學等單位的研究人員合成了一種具有多異質結構界面和三維多孔結構的電催化劑，闡明了結合多特征和密度泛函計算的電催化活性增強機理。特別是，所制備的Co2P/N@Ti3C2Tx@NF(下文表示為CPN@TC)表現出15毫伏的超低過電位，以達到10mA·cm-2的電流密度，并且具有長期耐久性。另一方面，這種催化劑在1 m KOH中具有30mV·dec-1的小Tafel斜率，這甚至優于貴金屬催化劑。出色的HER活性歸因于吸附H2O和氫的多異質界面、電子傳輸的高電導率以及設計良好的離子和氣體快速傳輸結構。因此，有理由認為CPN@TC的合成策略可以擴展到過渡金屬基磷化物的制備，以提高催化性能。相關成果發表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202102576
總的來說，通過兩步電沉積和隨后的氮化工藝，在MXene(Ti3C2Tx)改性的NF表面成功地制備了具有多異質結構界面的CPN@TC。經過精心設計的CPN@TC可以用于吸附H2O和H*的多個異質界面、電子傳輸的FNE導電性以及用于離子和氣體快速傳輸的介質。另一方面，該催化劑在1m KOH中表現出驚人的性能，在10 mA cm-2時的過電位僅為15 mV，并且長期穩定。另外，通過密度泛函理論計算進一步優化了水解離和氫吸附過程。有理由相信，該合成策略有可能成為高性能水堿電催化劑磷化物研究開發的一條潛在途徑。（文：SSC）
圖1|a)催化劑合成策略示意圖。
展開 
ABAQUS多孔結構建模2D
ABAQUS二維隨機多孔結構建模，可有效表征孔隙隨機分布與連通特性，結合有限元方法精確模擬在復雜載荷下的力學響應與損傷演化過程，或進行孔隙區域內的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內建立隨機分布的多孔結構二維模型。
多孔結構模型采用單連通周期邊界多孔結構2D軟件參數化生成，模型為png格式的圖片文件。
采用CAD圖像導入插件將多孔結構模型導入到AutoCAD內轉換為CAD文件。
將CAD文件進行面域生成預處理后導出為iges格式文件，并導入到ABAQUS內建立部件。
在部件編輯中將模型空間更改為二維平面。
新建一個與原模型尺寸相同的矩形部件，并在裝配中與導入的部件進行切割幾何操作，建立多孔結構二維模型。
也可與導入的部件裝配建立孔隙＋顆粒兩相材料模型。
可進行網格劃分及完成后續的多孔結構仿真模擬。
展開 Abaqus三維多孔結構插件：Random Porous Structure 3D ￥898
插件介紹
Random Porous Structure 3D - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內生成三維多孔結構，可用于兩相材料或多孔介質的模擬等。
插件可指定孔隙的分布概率、生長概率、孔隙率、平滑范圍等參數，其參數控制原理可參考四參數隨機生長法（QSGS）相關文獻。
原理介紹
插件基于背景網格的方式生成兩種材料的單元，以實現不同材料的指定。插件內置隨機孔隙生成算法，算法基于優化后的四參數隨機生長原理，進一步提高孔隙的聚集性，使模型與自然界中的孔隙結構具有更高的相似性。
模型同時可處理為刪除孔隙單元的網格部件，實現真實的孔隙效果。
基于不同材料的單元映射算法，解決了多孔結構這種復雜部件網格難以劃分的問題，使得模型構建更加簡單，也極大降低了三維多孔結構、孔隙介質等模型模擬中的計算量。
說明提醒
插件可運行在WindowsXP、7、8、10、11系統上，支持Abaqus2018~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 利用拓撲優化設計二維隨機多孔結構
基于SIMP（固體各向同性材料懲罰模型）的定制方法的流程圖
去均化方法的圖形摘要
MBB
梁示例：（a）案例描述和優化的均勻化結構；（b）優化結構的平滑的黑色、白色和灰色區域；（c）對應的Voronoi圖；（d）生成的多孔結構；（e）三角形網格用于有限元分析過程
傳統設計和優化設計的性能比較
在本研究中，提出了一種新的基于拓撲優化的方法來設計二維功能梯度多孔材料（FGPM：Functional Graded Porous Material）結構的密度分布。這種方法包括兩個步驟。在第一步中，定制了傳統的基于SIMP（Solid isotropic material with penalisation，固體各向同性材料懲罰模型）的拓撲優化方法，從而可以獲得由固體、空隙和多孔材料組成的優化的均質結構。第二步使用基于Voronoi結構的技術來基于來自第一步的優化密度分布生成隨機多孔結構。注意，在第二步中，多孔結構的體積由單個參數（即，單元偏移距離t
c
）確定。因此，可以通過在t
c
上應用雙截面方法來精確控制多孔結構的體積。
通過幾個數值示例證明了所提出方法的有效性，可以得出以下結論：
? 在所有研究實例中，均化和生成的多孔結構之間的順應性差異可以忽略不計，最大差異僅為6.99%。這突出了均化方法的高精度。
展開 連接固體熱結構耦合分析
連接固體熱結構耦合分析
1.1. 導入計算模型
啟動一個新的Workbench項目，并將單位設置為公制(Kg, m…)。 將Coupled Field Static分析拖放到項目頁面。右鍵單擊幾何任務并導入Couple-field文件從相應的輸入文件夾。
保存項目，雙擊Model格打開Mechanical。
1.2. 定義材料參數
結構鋼采用默認參數：
1.3. 網格劃分
使用表面過濾器選擇，創建兩個命名的選擇:' bot '和' top '到下面的表面，隱藏第一個物體并創建命名的選區' cbot '到下面的表面。顯示所有體，隱藏第二個體。在下面的表面創建命名為“ctop”的選區。
ANSYS會自動創建模型與模型之間的接觸關系為綁定，本案例接觸關系均為綁定。執行網格自動化分，點擊Mesh并右鍵選擇General Mesh，即可完成網格劃分，提高網格劃分質量也可以通過調整網格尺寸進行修改。
1.4. 邊界條件設置
選擇Coupled Field Static，并將兩個固定支持和范圍插入到命名的選擇：top和bot。
選擇Coupled Field Static并插入2個溫度：
1.5. 熱結構耦合處理
檢查分析設置，確認“大變形”設置為“開”。 求解模型并驗證結果:總變形，Von Mises應力，溫度場。
插入一個接觸工具并查看壓力結果。
拖放任何固定支持到“Solution”分支獲得“Force Reaction”。
在“Solution”分支中拖放兩個溫度邊界條件。
展開 COMSOL三維梯度多孔結構滲流模擬
三維梯度多孔結構（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數在三維空間內呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結構的研究可優化傳熱傳質效率，調控流動路徑，提升能源存儲與材料性能，為復雜系統設計提供關鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內建立三維球體梯度孔隙結構模型，并進行滲流仿真模擬。
梯度多孔介質FGM模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型在AutoCAD內建立完成后導出為sat格式文件。通過插件可靈活控制孔隙率、梯度、孔徑分布及最小間距約束，生成符合實際工程需求的梯度孔隙結構。
將建立的三維梯度孔隙模型導入到COMSOL軟件，在COMSOL內定義流體屬性物理域后，需明確流體物性參數（如動力黏度、密度），為后續仿真提供基礎條件。
對模型添加滲流研究，設置邊界條件并劃分網格。網格劃分需兼顧計算效率與精度，并確保流動細節的捕捉能力。
提交計算查看流體在梯度多孔介質中的壓力及流速模擬結果。
展開 ANSYS Workbench隨機圓形多孔結構二維模型
在ANSYS Workbench內建立隨機圓形多孔結構模型可采用CAD隨機圓形骨料插件建模后將模型導入。
在插件內設置好模型參數后運行，插件會自動完成CAD多孔結構模型的建立，將模型生成面域并導出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench內選擇幾何結構-導入幾何模型，選擇保存的IGES文件并導入?？蓪δＰ瓦M行網格劃分及有限元模擬操作。
CAD隨機圓形骨料插件 V2.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750
ANSYS Workbench隨機球體多孔結構三維模型
三維多孔結構廣泛存在于材料科學、生物醫學工程、土木工程等領域，如泡沫金屬、骨組織、過濾介質等，通過ANSYS Workbench對三維多孔結構進行有限元模擬，是對其進行性能分析的有效手段。
在ANSYS內建立多孔結構模型可采用CAD隨機球體插件專業版參數化建立模型后再將模型導入到Workbench內實現。
具體操作步驟為在AutoCAD內將生成的多孔結構模型導出為.sat格式文件，再通過Workbench幾何結構-導入幾何模型，將模型導入到Workbench內。
可對模型進行網格劃分。
后續可根據研究內容對模型進行有限元模擬分析。
CAD隨機球體插件 專業版
https://www.yqgqt.org.cn/post/1945446
展開 
COMSOL多孔球結構模型
多孔球結構在催化、吸附及能源存儲等領域應用廣泛。通過對多孔球的建?？蓪崿F孔隙結構精準調控，揭示傳質-反應耦合機制，優化材料性能。仿真可預測流體動力學行為及反應效率，為實驗設計提供理論指導，推動多孔材料在環境、能源等領域的創新應用。本案例介紹在COMSOL內建立多孔球結構模型。
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。
將模型導出為stl格式文件，并導入COMSOL內。
可劃分網格并進行后續多孔球的仿真分析。
展開 voronoi多孔鋁結構壓潰仿真 ￥20
計算過程比較簡單，就是使用ANSYS-Explicit Dynamic模塊進行計算。
ABAQUS隨機雙相材料多孔結構建模
首先采用AbyssFish四參數隨機生長2D軟件V1.3版本隨機生成一張模型圖像。
通過CAD圖像導入插件將圖像導入到AutoCAD內，并將圖像的黑白區域分別處理成三維部件，并導出為iges格式文件。
在Abaqus CAE軟件內，將兩份iges文件導入。
對兩個部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。
進行網格劃分操作。
設置兩部件之間的相互作用。
設置分析步后對模型添加載荷，這里將下側邊界設置為固定約束，上邊界添加向下的位移，實現模型的受壓狀態模擬。
創建作業并提交分析查看結果。
AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件 ￥896
<h1>軟件介紹</h1><p>AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件（以下簡稱軟件）可用于生成具備周期性邊界條件的單連通域多孔結構PNG圖片，軟件可設置生成模型的尺寸、孔隙率、孔隙尺寸、孔喉尺寸等參數，并且具備孔隙形態控制功能。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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