多相材料界面網格劃分
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-26
多相材料界面網格劃分的實例教程
對于多相材料界面網格劃分難的問題，上個帖子介紹了自適應界面網格法，也給出了方法和技巧，本章再介紹一種規則網格法，即像素網格法。
而這個方法又分為兩種情況：
1 基于在軟件中建立的理想多相結構；
2 基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構；
把第一種情況下建立好的模型截圖保存就成為了簡單的第二種情況，因此，第一種情況其實也可以采用第二種情況下的解決辦法進行處理的。
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第一種情況：基于在軟件中建立的理想多相結構
在軟件中建立的幾何模型，往往不像拍出來的真實圖片，不含有多余的結構，而且模型都是符合一定規則的有序排列組成（即便是隨機分布），所以我們可以通過自己編程/現有軟件對模型可以劃分出規則的全部六面體網格。
解決方法1：基于Dig（2d模型好像不行）/flac2d或3d
解決方法2：自己編寫程序或插件
解決方法3：基于oof2軟件
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第二種情況：基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構
解決方法1：自己編寫程序或插件
解決方法2：基于oof2/3D軟件
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展開 在平時做的科研/項目中往往會遇到兩相或多相材料，對于二維模型而言，在ABAQUS中進行網格劃分還是可以完成的，但是對于三維模型這樣的工作量往往是非常大的，或者有時候是難以企及的，浪費大量的時間，消磨人的耐心，在當前軟件中完不成的工作，大部分人當然會想到借助于第三方軟件Hypermesh/Ansa等網格劃分軟件來完成，但是這又存在一個熟練陌生軟件的過程，還有不同軟件之間的接口導入導出問題，在此不做過多討論。
為了實現多相材料界面的網格劃分，當前文章我們采用自適應網格（自動調整界面網格）方法，這個可以:
1 自己編程實現（參考：基于圖像的自適應有限元網格劃分方法）；
2 借助于現有軟件實現（OOF2/3D軟件）；
oof2-2.1.12.tar.gz
3 也有一些插件可以實現（Im2mesh (2D image to triangular meshes)類似于OOF2的MATLAB插件）；
im2mesh 1.76.zip
三者功能原理基本相同，那我們肯定選擇現有軟件OOF2/3D（能省則省），在此重點介紹一下OOF2：
它是一款面向對象的有限元軟件，可以基于真實形貌圖片建立有限元模型，更可實現對微觀結構大部分細節的捕捉，而且在OOF2的2.0以上版本中可以直接輸出.inp文件，導入到ABAQUS中進行計算和材料性能評估。
展開 經過近幾天的探索，發現im2mesh采用三角形網格劃分對多相界面的網格處理能力較強，而oof2也具備這樣的能力，但是需要經過多次的網格細化、像素點捕捉、分裂、光滑等一系列操作。
但oof2具備獲得純三角形、純四邊形、三角形和四邊形混合網格的能力，這是im2mesh所不具備的，
1. 對于特別復雜的模型可以使用im2mesh或oof2進行純三角形網格劃分，或者也可以使用oof2進行純四邊形單元網格劃分；
2. 對于不是很復雜的模型可以使用im2mesh進行純三角形單元網格劃分，或者也可以使用oof2進行四邊形和三角形混合單元網格劃分；
3.im2mesh和oof2都對于黑白二值化的圖片有較高的效率；
4.如果是RGB圖，在im2mesh中都是要先處理為灰度圖或黑白二值化圖，注意：im2mesh有將灰度圖轉變為有限元網格的能力，但是效率著實不高，所以im2mesh很多時候都采用黑白二值化圖片；
5.由于im2mesh處理多種顏色的灰度圖能力有限，所以如果一個圖片中的顏色超過三種以上，那么采用oof2進行處理效果更高，或者將圖片處理為黑白二值化圖，在im2mesh或oof2中處理都可以；
6.如果要獲得像素網格，oof2可以做到，im2mesh不能做到；
7.最好在ps中把相近色區域都改為一種顏色，這樣可以更加方便在im2mesh或oof2中進行處理，大大提高處理效率，如下圖共包含四種單色：黑、白、灰、淺灰，而實際這個熊貓圖片的任何一個區域都是灰色過渡，如果不提前對圖片進行區域顏色處理，則在im2mesh中處理效率非常低，同時在oof2中創建像素集合也會更困難。
8.圖片像素尺寸不要太大了，否則在im2mesh中處理起來速度也慢。
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多相材料界面網格劃分的最新內容
前面帖子已重點介紹了im2mesh插件和oof2/3D軟件的安裝使用方法，不會使用的可參考。
經過近幾天的探索，發現im2mesh采用三角形網格劃分對多相界面的網格處理能力較強，而oof2也具備這樣的能力，但是需要經過多次的網格細化、像素點捕捉、分裂、光滑等一系列操作。
但oof2具備獲得純三角形、純四邊形、三角形和四邊形混合網格的能力，這是im2mesh所不具備的，
對于多相材料界面網格劃分難的問題，上個帖子介紹了自適應界面網格法，也給出了方法和技巧，本章再介紹一種規則網格法，即像素網格法。
而這個方法又分為兩種情況：
1 基于在軟件中建立的理想多相結構；
2 基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構；
把第一種情況下建立好的模型截圖保存就成為了簡單的第二種情況，因此，第一種情況其實也可以采用第二種情況下的解決辦法進行處理的。
為了實現多相材料界面的網格劃分，當前文章我們采用自適應網格（自動調整界面網格）方法，這個可以:
1 自己編程實現（參考：基于圖像的自適應有限元網格劃分方法）；
2 借助于現有軟件實現（OOF2/3D軟件）；
oof2-2.1.12.tar.gz
3 也有一些插件可以實現（Im2mesh (2D image to triangular meshes)類似于OOF2的MATLAB插件）；
im2mesh
