COMSOL隨機幾何的案例
comsol隨機幾何 隨機分布顆粒 纖維混凝土 不干涉模型 隨機球體 隨機裂縫
comsol隨機幾何模型
在常見的材料中，嚴格來講均質單一性的材料并不常見，更多的是隨機材料。這就使得在幾何建模時需要考慮材料的隨機性，這里講介紹幾種常見的隨機材料模型及在comsol內構建該模型的方法。
comsol多類隨機裂隙，帶厚度裂隙：
comsol纖維隨機分布，復合材料：
comsol隨機分布顆粒：
comsol隨機孔隙：
comsol不干涉隨機幾何構建
在comsol內主流的隨機分布幾何構建方法是通過COMSOL with Matlab連接，通過Matlab代碼實現模型的建立。但是采用 LiveLink for MATLAB的方案對于初學者要求較高，需要掌握MATLAB語法基礎并具有一定的程序設計能力。這里介紹另一種快速建模的方法，通過CAD文件導入到COMSOL內。
而在CAD內建立隨機幾何可通過其他軟件設置好參數后一鍵生成，從而無需編程操作。下面是能構建以上幾種模型CAD軟件。
下載鏈接：CAD隨機幾何3D
展開 COMSOL隨機幾何分布合輯
COMSOL隨機幾何分布合輯
1、comsol with matlab 隨機幾何
隨機圓
隨機橢圓：
2、COMSOL with Matlab連接 隨機裂縫生成
3、matlab隨機生成橢圓裂隙導入comsol
4、二維隨機裂隙-COMSOL
5、如何用MATLAB生成隨機裂隙
6、二維裂隙邊坡模型
7、基于comsol的隨機分布顆粒模型建立方法
我們經常用均一的材料在宏觀模型中進行分析各類物理場，為了進一步能詳細研究材料自身的規律，往往需要進行細觀、微觀方向的研究，各種材料在細觀微觀下呈現出來許多隨機分布的現象，我們在CAE分析初始，必須建立一個充分接近實際情況的幾何模型。
本文主要是介紹其中一類比較普遍的幾何模型，隨機分布的顆粒模型。經常可以看到這些方面在應用：
(1)、在絕緣材料中隨機分布導電顆粒，改善導電、介電性能；
(2)、金屬材料的細觀模型，描繪金屬顆粒之間的晶界，并進行聲學散射研究。
(3)、復合材料中的纖維隨機分布，改善力學、熱學等性能
(4)、土壤中加入隨機分布顆粒，研究滲流、溶質遷移等現象；混凝土的級配，采用隨機顆粒分布來仿真計算
本文基于comsol的模型方法，編寫了一個隨機方向、隨機大小、隨機位置橢球分布的代碼。
8、方法生成不干涉隨機幾何-圓球
9、三維混凝土隨機骨料投放算法
10、基于Matlab的二維與三維隨機裂隙生成
二維隨機裂隙生成
三維
11、基于蒙特卡羅法的二維隨機裂隙模擬Matlab
12、CAD多邊形隨機骨料繪制程序 V2.2
可用于生成多邊形隨機骨料的dwg文件，圖形可進一步導入abaqus、comsol等有限元仿真模擬軟件。
展開 COMSOL隨機纖維 纖維混凝土建模
先看一下網格劃分后最終的模型圖：
在COMSOL內建立纖維模型可采用CAD導入的方式，這里有可以直接使用的CAD纖維建模插件，可一鍵式生成所需要的纖維模型。
模型建立完成后，需要另存為.sat文件，以備COMSOL導入。
打開comsol，在幾何菜單下選擇導入，選擇.sat文件導入即可。
模型包括圓柱體纖維、帶孔的長方體基體兩部分。
當然采用插件也可以生成其他形式的COMSOL隨機幾何模型。如COMSOL模擬巖石的節理、短纖維混凝土等。
在本教程中所用到的插件下載：
CAD_隨機三維纖維插件
展開 CAD隨機幾何3D插件 ￥499
<h2>功能介紹</h2><p>CAD三維隨機幾何插件，可用于在AutoCAD軟件內生成長方體、圓柱體、球體基體，并在基體內生成指定參數的球體、長方體、圓柱體。插件生成的dwg文件可導入到Comsol、Abaqus、ANSYS、Fluent等有限元分析軟件內，用于模擬纖維混凝土、纖維骨料、纖維增強復合材料等。</p><p>插件導入到Abaqus及comsol后的模型可查看這兩篇帖子：<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1874203" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus隨機幾何模型</a>、<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1874207" rel="noopener noreferrer" target="_blank">comsol隨機幾何模型</a>；</p><p>插件可控制所生成的隨機幾何是否相交，同時在基體內產生與內部幾何相匹配的孔洞，方便導入其他軟件內。隨機幾何體采用分圖層繪制，插件自帶幾何體合并功能，使之導入其他軟件后更加方便批量網格剖分、材料指定等。
展開 
基于comsol的幾何方法，建立不干涉隨機分布幾何（附代碼） ￥760
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><strong>點擊鏈接</strong><a href="https://www.yqgqt.org.cn/z/551473" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>https://www.yqgqt.org.cn/z/551473</strong></a><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">查看我的主頁，有詳細介紹</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">通過comsol內部模型方法進行隨機幾何分布， 參考官網的奶酪模型。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">相對于官網，本模型改進了代碼，生成不干涉的隨機分布幾何。
展開 comsol with matlab 隨機幾何 ￥50
隨機圓
隨機橢圓：
comsol with matlab 隨機幾何模型 ￥150
[圖片]
comsol with matlab 隨機幾何模型 ￥50
[圖片]
034 – COMSOL編寫代碼繪制幾何：小球隨機嵌在大球中（僅模型文件，40元） ￥40
034 – COMSOL編寫代碼繪制幾何：小球隨機嵌在大球中（僅模型文件，40元）
基本介紹：
主要內容：利用COMSOL自帶的腳本工具編寫代碼，繪制復雜的幾何結構，本案例繪制了“小球隨機嵌在大球中”，具體請看下面圖片；
使用的軟件版本為COMSOL 5.4 (5.4.0.225)；
計算所需的內存：無；
涉及的內容：App開發器，模型方法；
本案例僅包含模型文件（但有一個如何使用代碼的說明文檔），購買后不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
1、打開模型后看到下圖所示的界面，圖中左側的“全局定義-參數 1”中定義了大球的半徑R0 = 100 nm、小球半徑r0 = 1.5 nm、共畫了300個小球。
2、展開左側的“幾何 1”，如下圖，可以看到1個大球和300個小球的對象。
3、如果要更改參數，例如將大球半徑改為300 nm、小球半徑改為20 nm、畫100個小球，按照下面的方法操作：
（1）在“參數1”中修改參數，如下圖：
?
（2）在“幾何1”中將所有的小球刪去，只保留大球，如下圖：
（3）選中“畫小球（運行之前必須把所有小球都刪去）”，并運行此方法調用，如下圖：
（4）這樣就畫出了結構，如下圖。由于小球是隨機畫出的，所以您的小球的排列方式會與我下面的截圖不一樣：
再次提醒：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，也不附帶答疑指導。
本案例僅包含模型文件，請從附件中下載
附件壓縮包的解壓密碼購買后會顯示。
034-COMSOL小球隨機嵌在大球中（僅模型文件）.zip
展開 ANSYS隨機骨料 纖維混凝土 三維隨機纖維骨料 隨機纖維 隨機裂縫 隨機幾何模型
1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：
2、ANSYS球形試件隨機模型：
3、ANSYS隨機裂縫巖石節理裂隙
建模插件：
CAD隨機幾何3D插件
COMSOL三維隨機裂紋 裂縫模型 隨機裂隙 隨機纖維建模
在COMSOL中可采用CAD模型導入的方式實現隨機裂紋或是纖維材料的建模。首先需要在CAD內生成所需的三維纖維模型，這里用到了CAD_隨機纖維3D插件。模型建立如下圖所示。注意這里的纖維采用的是線，而非實體。
將長方體基體導出為.sat文件，同時將刪除基體后的線狀纖維另存為.dwg文件。
打開COMSOL軟件，在幾何菜單下選擇導入三維CAD文件，選擇剛剛保存的.dwg文件，并將要導入的對象更改為曲線和點，可選擇合并曲線對象。構建對象，這樣三維的線就導入到COMSOL軟件內了。
下一步我們將長方體的基體材料也導入到COMSOL內，其實這一步也可以在COMSOL中直接建模完成。還是選擇導入，選擇剛剛保存的.sat文件，在這里要導入的對象需要選擇實體。
到這一步纖維跟基體就全部導入到COMSOL內了。
如果想再COMSOL內模擬線性的裂縫，需要將基體進行分割操作，選擇布爾操作和分割-差集。要添加的對象選擇基體，要減去的對象選擇纖維。
構建對象后，基體材料就被纖維分割完成，形成了基體內的線狀裂縫。
后面進行網格剖分分析等，可根據自己的要求進行。
最后看一下GIF效果圖：
在建模過程中所采用的AutoCAD插件可以在這里下載得到：
CAD_隨機纖維3D插件
如需2D版本可通過下面鏈接下載：
CAD隨機纖維2D插件
展開 
Abaqus的Python批量隨機幾何建模入門
在科研和工程實際問題中，經常會涉及到隨機幾何元素，例如：混凝土骨料、隨機纖維復合材料、多孔介質材料的傳熱和滲流問題、生物材料的細觀特征等等。這些材料中包含大量隨機尺寸、隨機位置分布的幾何特征，在有限元建模中可以使用自編二次開發程序的方法來實現復雜的幾何模型構造。
Abaqus支持使用Python語言進行二次開發建模，用戶可以利用Python代碼達成特殊的建模要求。在批量隨機幾何建模問題中，有兩個關鍵詞：一是批量、二是隨機。
1、批量建模
批量建模主要用到的技巧是循環。在此我們介紹兩種常用的Python語言循環控制代碼格式。
首先是while循環，也就是“當循環”。我們直接看一個例子：
i=1
while i < 6:
print i
i=i+1
我們觀察以上代碼，它的意思是：當i小于6的時候，執行print i的命令，直到while后面的條件不成立（即i大于等于6）為止。在循環前，我們給i幅值為1，每一次循環又讓i在原來基礎上加一，這樣就實現了循環打印五個數字的效果。這里的i一般用于循環計數，自加的操作可以讓它記錄循環次數。
注意：while下面的執行語句要空四個格！
第二種方式是for循環，也就是“歷遍循環”。還是直接看例子：
a=[1,2,3,4,5]
for i in a:
print i
這段代碼首先定義了一個列表a，它包含五個元素，分別是1、2、3、4、5這五個整型變量。for i in a:的意思是讓虛擬元素i在a中逐個變化，也就是第一次循環時，i=1，第二次循環時，i=2，依次把五個元素歷遍后循環終止。
展開 UD單胞細觀建模插件（纖維隨機分布+周期性邊界—幾何上） ￥50
纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到UD單胞細觀建模插件，如圖所示：
編輯
跳轉
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
這里首先要完成模型的設定。自上而下分別為目標模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標的參數，并需要指定纖維半徑與樹脂含量，拖動滑塊，設定纖維投放失敗最大嘗試次數。
數值盡量采用小數，例如5.0，RC的值為0~1之間。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是實體模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
UD單胞細觀建模插件使用視頻教程_培訓課程_abaqus建立rve ABAQUS仿真rve-技術鄰
為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運行，路徑采用默認就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統安裝方式進行解壓安裝。新版界面如下：
注意，路徑盡量默認，也可以自定義安裝，如果自定義安裝請安裝到與傳統安裝一致的地方。
今后插件的發行格式均采用壓縮包與安裝包并行的形式。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發現的bug進行修復。
2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區發言都行，看到有時間會進行回復。
3.還沒想好，以后再說。
版本聲明：
此插件基于abaqus內核進行編寫，下載后解壓即可使用。
展開 Comsol小技巧| 9-Comsol幾何中的組合體和裝配體
1 Comsol幾何中的組合體和裝配體
Comsol支持兩種幾何體，默認的組合幾何體和裝配體，前者很方便地處理內部邊界條件問題，后者很方便處理復雜結構的建模、網格、以及求解等問題。所謂的組合幾何體指重疊的幾何對象自動分解為多個求解域，其內部界面上，幾何結構、網格以及物理量等自動相互“粘合”。裝配體則表示重疊的幾何對象之間沒有構成關系，因此從本質上而言，不存在內部界面。
這兩種幾何體各有優缺點，組合幾何體是Comsol的默認設定，優點在于：在材料非連續處，物理量自動連續; 在材料界面處，自動得到高精度解; 在材料界面處，自動確認網格單元和節點其缺點在于：網格越細，內存開銷越大; 對大的CAD模型網格剖分比較困難反過來，裝配體的優點則在于：在材料界面處可有意定義物理量不連續，例如接觸阻抗; 對大的CAD模型網格剖分比較容易; 網格越粗，計算越快（但精度越低）;裝配體的缺點：需要更多的手工操作 ; 為了保證足夠的高精度，需要注意邊界上的網格密度。
通常，Comsol默認使用組合幾何體，因為這種情況下內部邊界可以采用默認的連續邊界。有時候，幾何結構比較復雜，采用組合幾何體時容易出現內部幾何結構錯誤，或幾何結構的各個部分有較大的差異（如薄殼與厚板等），或采用簡化的方法模擬膜、殼等結構時需要設定該簡化邊界為阻抗型邊界條件，或不同的求解域需要剖分成不同的網格，或采用ALE框架模擬旋轉運動等的情況下，可采用裝配體。
歡迎關注 ~
編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂
展開 ABAQUS如何引入隨機的初始幾何缺陷
我要用ABAQUS做一塊板子的曲屈分析，但是不用線性曲屈分析求特征值的方式，而采用引入隨機非均勻分布的幾何缺陷，比如壁厚、板子兩個表面在一定范圍內起伏波動等。請問各位大神怎么能實現？謝謝！
