相場(chǎng)模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-30
相場(chǎng)模擬的視頻教程
基于ABAQUS用戶子程序UEL實(shí)現(xiàn)相場(chǎng)方法模擬速率與狀態(tài)定律斷層破裂模擬
本系列視頻介紹Abaqus用戶子程序UEL的一個(gè)開(kāi)發(fā)案例，在其中實(shí)現(xiàn)了相場(chǎng)方法模擬服從速率與狀態(tài)定律中aging law的斷層破裂模擬，適用于abaqus用戶子程序UEL，地震破裂模擬、斷裂相場(chǎng)模擬等方面的快速入門(mén)。
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相場(chǎng)模擬的實(shí)例教程
圖6.600 oC下Si基底上30nm的NiSi薄膜開(kāi)槽過(guò)程中微結(jié)構(gòu)演變的三維相場(chǎng)模擬結(jié)果(縱向截面圖)：相同結(jié)構(gòu)但不同的取向分布，(a)fHAMG=30.67%, θNiSi2/Si= 5o, θNiSi3/Si = 10o,θNiSi2/NiSi3=15o,(b) fHAMG=30.67%, θNiSi3/Si=15o,θNiSi4/Si=10o, θNiSi3/NiSi4=5o。不同的顏色代表不同的NiSi方向，Si基體表示為透明的。
最后，三維相場(chǎng)模擬耦合實(shí)驗(yàn)信息（NiSi晶粒的取向分布和平均晶粒尺寸），重現(xiàn)了原位SEM觀測(cè)到的30 nm NiSi多晶薄膜在600oC下的聚結(jié)過(guò)程（見(jiàn)圖7）。根據(jù)定量相場(chǎng)模擬結(jié)果，增加低角度晶粒的體積分?jǐn)?shù)或減少NiSi晶粒和Si基體之間的取向差，能有效抑制或減緩NiSi薄膜發(fā)生反潤(rùn)濕。
實(shí)踐證明，原位實(shí)驗(yàn)結(jié)合三維相場(chǎng)模擬是解釋材料過(guò)程物理背景的有利工具！
圖7. 三維定量相場(chǎng)模擬耦合實(shí)驗(yàn)信息(實(shí)際的取向分布和初始平均晶粒尺寸)，重現(xiàn)600oC下單晶Si 基體上30 nm NiSi 薄膜反潤(rùn)濕過(guò)程的微觀結(jié)構(gòu)演變：（a）相場(chǎng)模擬的取向場(chǎng)結(jié)果，其中不同顏色代表NiSi 的不同取向，黑色表示Si 襯底，（b）相場(chǎng)模擬的相場(chǎng)結(jié)果，其中灰色代表NiSi 相，黑色代表暴露的Si 襯底，(c)原位SEM 結(jié)果。
展開(kāi) 提供comsol中相場(chǎng)方法模擬毛細(xì)管中驅(qū)替的案例，可以掌握如何采用相場(chǎng)方法模擬驅(qū)替，具體案例附后。
提供基于comsol中相場(chǎng)方法模擬多孔介質(zhì)兩相驅(qū)替（水氣、油水等等）的算例（也可以定做水平集驅(qū)替的算例），可在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)利用comsol軟件進(jìn)行兩相流驅(qū)替的模擬，拓展研究，具體參考算例附后。
附贈(zèng)基于相場(chǎng)方法模擬驅(qū)替時(shí)的毛管數(shù)計(jì)算方法和飽和度計(jì)算方法
結(jié)合電子背散射衍射（EBSD）實(shí)驗(yàn)與耦合熱–力的多晶相場(chǎng)模擬，揭示電鍍 TXV-Cu 在退火過(guò)程中的晶粒演化行為及其對(duì)可靠性的影響;基于相場(chǎng)方法的退火晶粒演化模型，將溫度依賴的界面遷移率、界面能及熱膨脹效應(yīng)納入描述框架，從而在數(shù)值模擬中再現(xiàn) TXV-Cu 的微觀組織演變過(guò)程。該模型不僅能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)觀察提供理論支撐，還可進(jìn)一步用于預(yù)測(cè)不同工藝參數(shù)下 TXV-Cu 的組織演化規(guī)律，為優(yōu)化工藝與提升器件可靠性提供指導(dǎo)。
Abaqus軟件實(shí)現(xiàn)裂紋擴(kuò)展相場(chǎng)法模擬，包含8個(gè)典型案例與對(duì)應(yīng)視頻教程，例如單邊拉裂紋擴(kuò)展模擬，巴西圓盤(pán)裂紋擴(kuò)展模擬，動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展模擬，接觸面裂紋擴(kuò)展模擬等案例，模擬效果可看效果圖。此外還包括2篇論文和對(duì)應(yīng)論文源程序案例，采用Abaqus用戶子程序?qū)崿F(xiàn)相場(chǎng)法模擬。
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相場(chǎng)模擬的最新內(nèi)容
1. 簡(jiǎn)要說(shuō)明
本案例不僅提供MATLAB 相場(chǎng)斷裂代碼，還有代碼對(duì)應(yīng)文獻(xiàn)公式說(shuō)明文檔！方便理解。
相場(chǎng)法（Phase-Field Method, PFM）作為當(dāng)前斷裂力學(xué)模擬的熱門(mén)方法，編程門(mén)檻較高。
初學(xué)者的困境：閱讀文獻(xiàn)中的公式往往一頭霧水，不知道如何轉(zhuǎn)化為離散的有限元代碼。
現(xiàn)有資源的門(mén)檻：網(wǎng)上的開(kāi)源代碼多為Fortran編寫(xiě)的Abaqus UEL/UMAT子程序
結(jié)合電子背散射衍射（EBSD）實(shí)驗(yàn)與耦合熱–力的多晶相場(chǎng)模擬，揭示電鍍 TXV-Cu 在退火過(guò)程中的晶粒演化行為及其對(duì)可靠性的影響;基于相場(chǎng)方法的退火晶粒演化模型，將溫度依賴的界面遷移率、界面能及熱膨脹效應(yīng)納入描述框架，從而在數(shù)值模擬中再現(xiàn) TXV-Cu 的微觀組織演變過(guò)程。
Ho等人用相場(chǎng)法模擬了水平管道中的氣泡流動(dòng)。他們的研究結(jié)果表明，在界面上應(yīng)用流體物理性質(zhì)的算術(shù)平均值來(lái)處理無(wú)法捕捉氣相中存在的強(qiáng)烈的再循環(huán)流場(chǎng)對(duì)界面的影響。
對(duì)比國(guó)外商軟的VOF方法，VirtualFlow中的LS方法對(duì)界面性質(zhì)卻有不同的處理。在VirtualFlow中，使用兩個(gè)相鄰細(xì)胞中心值之間的諧波平均值（基于顏色函數(shù)）來(lái)計(jì)算單元的表面粘度。
</p><p><strong style="background-color: rgba(0, 0, 0, 0);">【采用COMSOL模擬實(shí)現(xiàn)】</strong></p><p>采用COMSOL實(shí)現(xiàn)相場(chǎng)法模擬裂縫擴(kuò)展過(guò)程，考慮以下幾個(gè)因素：</p><p>（1）超臨界CO2物性隨壓力變化，包括流體粘度和密度；</p><p>（2）超臨界CO2流動(dòng)能力強(qiáng)，很容易進(jìn)入孔縫之中，改變巖體有效應(yīng)力，減弱巖體的剪切強(qiáng)度
模型尺寸為50 mm × 9.8 mm，初始溫度設(shè)置為680 K, 環(huán)境溫度設(shè)置為 300K；
材料參數(shù)如表所示
最終裂紋形態(tài)如圖所示：
有教程，子程序。價(jià)格可私可刀
多相流comsol模擬雨點(diǎn)滴落，因模型文檔太大，請(qǐng)進(jìn)入百度網(wǎng)盤(pán)下載。
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混凝土細(xì)觀模型
構(gòu)建骨料、砂漿、界面過(guò)渡區(qū)三種組分的混凝土細(xì)觀模型，模型構(gòu)建采用CAD隨機(jī)多邊形顆粒插件進(jìn)行參數(shù)化建模生成，操作詳細(xì)步驟可參考：【COMSOL隨機(jī)多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機(jī)投放的算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，骨料多邊形形狀及邊數(shù)可通過(guò)參數(shù)進(jìn)行定義；界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）采用單獨(dú)的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來(lái)獲得表征混凝土細(xì)觀特征的隨機(jī)骨料模型
模擬結(jié)果較好地反映了相場(chǎng)斷裂模型在模擬材料損傷斷裂，該方法可以更進(jìn)一步擴(kuò)展至材料的彈塑性斷裂、服役結(jié)構(gòu)件在極端載荷作用下的損傷等過(guò)程的模擬。
comsol相場(chǎng)法模擬水池注水大變形
