3D生成模型的案例
FLAC3D導(dǎo)入Fracman生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型
1 引言
在《Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型》中顯示了FLAC3D生成的DFN模型導(dǎo)入到Fracman的步驟。不過，對于大多數(shù)真實的研究項目，首先在Fracman中產(chǎn)生和細(xì)化DFN模型，然后把DFN模型導(dǎo)入到FLAC3D或3DEC，建立數(shù)值模型，這種轉(zhuǎn)換過程更有實際意義。不過建立DFN模型是一項非常麻煩的工作，需要反復(fù)調(diào)試，力求模擬的DFN與實測數(shù)值最大可能地接近，這已經(jīng)超出了本文的范圍，這個筆記僅簡要討論了由Fracman到FLAC3D的轉(zhuǎn)換過程。
2 Fracman產(chǎn)生DFN
為了在Fracman中產(chǎn)生一個DFN模型，首先需要設(shè)置模型的范圍，這個設(shè)置類似于FLAC3D的語句model domain extent -500 500，然后用隨機幾何方法產(chǎn)生DFN模型。在《離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN模型總結(jié)》中曾經(jīng)總結(jié)了16種這樣的DFN模型，不過大多數(shù)模型沒有經(jīng)過現(xiàn)場驗證。Fracman目前只包含了三種DFN產(chǎn)生方法：
(1) Enhanced Baecher Model
(2) Nearest Neig hbor Model
(3) Levy-Lee Fractal Model
其中，Baecher模型作過相對詳細(xì)的討論《離散斷裂網(wǎng)絡(luò)DFN模型---Baecher Model》。Baecher模型(Baecher, Lanney and Einstein, 1978) 是一個最早發(fā)展的離散斷裂模型。在這個模型中，斷裂中心均勻地位于空間中，使用泊松過程生成具有給定半徑和方向的圓盤形斷裂。 而增強的Baecher模型對Baecher模型進行了擴展，提供了對斷裂終點和更普遍的斷裂形狀的規(guī)定。增強的Baecher模型利用了最初生成的具有三至十六個邊的多邊形的斷裂形狀。
展開 Fracman讀取FLAC3D生成的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)模型
FLAC3D，作為全球最流行的巖土工程數(shù)值模擬軟件，從版本5.0開始引進離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P5]: FLAC3D中的DFN)，并且在此基礎(chǔ)上成功地建立了合成巖體(離散斷裂網(wǎng)絡(luò)(DFN)[P4]: 創(chuàng)建一個合成巖體SRM)。FracMan，一個世界領(lǐng)先的離散斷裂網(wǎng)絡(luò)分析軟件，由Golder Associates(現(xiàn)在的WSP)的Dr. Dershowitz領(lǐng)銜開發(fā)(這是我見過的最多頁數(shù)的博士論文---Rock Joint Systems)。在某些情形下(例如采礦臺階的穩(wěn)定性分析，巖橋斷裂分析)，這兩個軟件需要進行交互操作。這個筆記簡要描述了Fracman讀取由FLAC3D生成的DFN模型。
2 FLAC3D產(chǎn)生DFN
在FLAC3D中產(chǎn)生一個隨機生成的DFN模型[離散斷裂網(wǎng)絡(luò) (DFN) [P2]: fracture generate]，首先使用'fracture template create'命令產(chǎn)生模板，然后使用'fracture generate dfn'命令即可生成一個三維DFN模型。
展開 圖文轉(zhuǎn)成3D模型！OpenAI 發(fā)布Shap-E開源模型
南極熊導(dǎo)讀：如果直接使用文字描述，然后生成可以3D打印出來的模型數(shù)據(jù)，那么會不會迎來全民普及3D打印的時代？
2023年5月，南極熊獲悉，發(fā)布著名人工智能產(chǎn)品ChatGPT 的OpenAI公司近日在 GitHub 網(wǎng)站上上發(fā)布了一款名為Shap-E 的條件生成模型，專門用于生成3D 圖像。該模型可供用戶免費下載使用，它能夠使用文本從頭開始生成模型，從而將 2D 圖像轉(zhuǎn)換為 3D 模型，還可以獲取模型并對其進行更改。從長遠(yuǎn)來看，這可能會大大增加 3D 打印的普及率。畢竟對于3D打印從業(yè)者來講，熟練的建模能力是不可或缺的一環(huán)。
Shap-E下載鏈接：https://github.com/openai/shap-e
與這項研究相關(guān)的還有一篇由 Alex Nichol 和 Haewoo Jun 撰寫的隨附論文，題為“Shap-E: GeneratingConditional 3D Implicit Functions”。
論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2305.02463
根據(jù) OpenAI 的說法，Shap-E是一種新型的3D 圖像條件生成模型。傳統(tǒng)的模型只能生成單一的輸出表達形式，但Shap·E 可以生成隱式函數(shù)的參數(shù)，這些函數(shù)可以作為紋理網(wǎng)格或神經(jīng)輻射場(NeRF) 進行渲染，從而實現(xiàn)多樣化和逼真的3D 圖像生成。Shap·E 采用了隱式神經(jīng)表示(INRs) 來編碼3D 圖像，提供了一個靈活且高效的框架，能夠捕捉到3D 圖像的詳細(xì)幾何特征。
使用AI 生成3D 模型是想當(dāng)困難的，因為3D 模型可以是非常復(fù)雜，具有大量的細(xì)節(jié)和紋理。因此，需要處理大量的數(shù)據(jù)和計算來生成這些模型，這需要強大的計算機和算法支持。同時需要精確測量和處理大量的數(shù)據(jù)，包括幾何形狀、尺寸、紋理、顏色等等。
展開 根據(jù)AutoCAD地形圖建立ANSYS和Flac3D實體模型
圖10 導(dǎo)出Flac3D網(wǎng)格文件
（7）生成Flac3D模型
打開Flac3D，導(dǎo)入生成的網(wǎng)格文件，得到Flac3D模型，如圖11。
圖11 Flac3D模型
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4. 后記
（1）比起C++來，C#進行AutoCAD二次開發(fā)效率更高，所以采用了C#開發(fā)AutoCADToANSYS.dll；ACAD_SurferAns最初是用VBA寫的一系列腳本，后來想打包的時候發(fā)現(xiàn)用VB.Net直接翻譯更快捷，所以采用了VB.Net；AnsysToFlac3D.dll采用C++對ANSYS二次開發(fā)，在吳冬博士的基礎(chǔ)上優(yōu)化改進而來，以前研究3DEC的時候?qū)戇^ABAQUSTo3DEC.exe（ABAQUS的網(wǎng)格劃分確實比ANSYS優(yōu)秀，自用未發(fā)布），想整合寫個AnsysToItasca.dll，把ANSYS轉(zhuǎn)3DEC的功能也加進去，但后來呵呵，畢業(yè)之前不再瞎整。。。
（2）上述方法調(diào)用了Surfer的插值功能（也可以用MATLAB的插值，只是調(diào)用起來太慢），后來想自己寫空間插值，但由于各種原因無精力去優(yōu)化而擱置。
（3）由于ANSYS由樣條曲線拉伸成曲面時點數(shù)的限制，在遇到復(fù)雜地形面時精度損失較大，可以采用其他建模軟件例如CATIA、Civil3D生成體導(dǎo)入到ANSYS中。
展開 
潛艇的3D模型，潛艇的3D模型
潛艇的3D模型，潛艇的3D模型
submerine.SLDPRT
優(yōu)模型：數(shù)學(xué)模型生成及部署工具
生成的FMU文件可在Ansys、Matlab、Altair、MSC、Siemens等商業(yè)軟件中使用。
產(chǎn)品特點
支持?jǐn)?shù)據(jù)處理算法自定義開發(fā)的數(shù)學(xué)模型開發(fā)環(huán)境
提供多種數(shù)學(xué)模型的建立方式，靈活性高
數(shù)學(xué)模型通過FMU進行部署
內(nèi)置完整的FMU生成工具鏈
生成的FMU支持在Windows與Linux下運行
產(chǎn)品模塊
代碼編譯模塊：提供Python與C++的代碼模板，引導(dǎo)用戶利用代碼將算法實現(xiàn)。模塊中的編譯鏈工具可將代碼編譯為FMU。
數(shù)據(jù)訓(xùn)練模塊：具有機器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)訓(xùn)練與以FMU文件部署的工具鏈，可實現(xiàn)從數(shù)據(jù)導(dǎo)入、處理、訓(xùn)練到模型部署的全流程。
機器學(xué)習(xí)模型部署模塊：對通過其他機器學(xué)習(xí)框架生成的機器學(xué)習(xí)模型進行封裝，將其模型以FMU文件的形式進行部署。
產(chǎn)品優(yōu)勢
優(yōu)飛迪數(shù)學(xué)模型生成器提供三種模型建立的方式。
1、使用編程語言：用戶可通過數(shù)學(xué)模型生成器，使用Python或者C++編寫算法，生成FMU文件。數(shù)學(xué)模型生成器提供Python和C++的模板與編譯工具。按照模板去編寫算法，并做相應(yīng)的配置，即可編譯成FMU文件。
2、機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練與部署：數(shù)學(xué)模型生成器具有機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練與部署的工具鏈。用戶可通過工具鏈實現(xiàn)從數(shù)據(jù)導(dǎo)入，數(shù)據(jù)處理，模型訓(xùn)練與模型通過FMU文件部署的全流程。
3、第三方機器學(xué)習(xí)框架模型導(dǎo)入：數(shù)學(xué)模型生成器具有TensorFlow與PyTorch等框架生成的模型的讀取器，可將通過這些框架生成的機器學(xué)習(xí)模型導(dǎo)入到數(shù)學(xué)模型生成器，生成該模型的FMU文件。生成的FMU可在Windows與Linux下運行。
應(yīng)用場景
數(shù)據(jù)分析，數(shù)字孿生，數(shù)學(xué)建模
小結(jié)
優(yōu)飛迪數(shù)學(xué)模型生成器通過提供將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為FMU文件的能力，解決了數(shù)學(xué)模型在仿真軟件中部署的復(fù)雜性問題。
展開 一個好用的Abaqus晶體塑性模型生成插件-Voronoi模型
插件可用于生成Voronoi和泡沫結(jié)構(gòu)模型，包含二維、三維和離散(背景網(wǎng)格)Voronoi模型生成模塊，所有功能模塊介紹如下：
1.
如何從有限元模型生成幾何模型？
在有限元分析過程中，雖然有限元軟件最終是以有限元模型為計算對象，但是幾何模型也有著獨特的用處。例如在面上施加分布力系，此時使用幾何模型比有限元模型更有優(yōu)勢。
但是我們在有限元軟件之間轉(zhuǎn)換時，它們之間通常只能傳遞有限元信息，那么，對于一個從其它來源得到的有限元模型，我們能夠從它生成幾何模型嗎？
可以。ANSYS WORKBENCH的Finite Element Modeler可以根據(jù)有限元模型生成幾何模型，然后可以在幾何模型上加載。
本篇博文，就闡明這種技術(shù)。筆者首先使用某款三維軟件創(chuàng)建幾何模型，然后導(dǎo)入到HYPERMESH11中生成有限元模型，接著將該有限元模型導(dǎo)入到Finite Element Modeler中生成幾何模型，再次將此模型導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析系統(tǒng)中，在面上加載，最后進行分析，查看等效應(yīng)力。下文將闡述此過程。
（1）創(chuàng)建幾何模型
首先使用任何一款三維軟件創(chuàng)建下圖所示的幾何體。
幾何體是什么形狀，并不重要。
用什么三維軟件，也并不重要。
讀者可以根據(jù)自己的需要，使用任意的三維軟件，創(chuàng)建任意的三維模型。
然后導(dǎo)出為*.stp格式的文件。
（2）創(chuàng)建有限元模型
本步驟將在HYPERMESH中劃分網(wǎng)格得到有限元模型
（2.1）導(dǎo)入幾何模型
打開HYPERMESH11，導(dǎo)入上面創(chuàng)建的幾何文件，結(jié)果如下圖。
（2.2）劃分網(wǎng)格
使用HYPERMESH中的任意網(wǎng)格劃分技術(shù)，創(chuàng)建如下的有限元模型。
（2.3）設(shè)置與ANSYS的接口并導(dǎo)出網(wǎng)格
進入工具面板，開始準(zhǔn)備導(dǎo)出網(wǎng)格。
在上述工具面板中，依次使用1,2,3步，分別創(chuàng)建單元類型，材料模型，并把上述單元類型，材料模型與網(wǎng)格模型關(guān)聯(lián)。
展開 如何從有限元模型生成幾何模型？
在有限元分析過程中，雖然有限元軟件最終是以有限元模型為計算對象，但是幾何模型也有著獨特的用處。例如在面上施加分布力系，此時使用幾何模型比有限元模型更有優(yōu)勢。
但是我們在有限元軟件之間轉(zhuǎn)換時，它們之間通常只能傳遞有限元信息，那么，對于一個從其它來源得到的有限元模型，我們能夠從它生成幾何模型嗎？
可以。ANSYS WORKBENCH的Finite Element Modeler可以根據(jù)有限元模型生成幾何模型，然后可以在幾何模型上加載。
本篇博文，就闡明這種技術(shù)。筆者首先使用某款三維軟件創(chuàng)建幾何模型，然后導(dǎo)入到HYPERMESH11中生成有限元模型，接著將該有限元模型導(dǎo)入到Finite Element Modeler中生成幾何模型，再次將此模型導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析系統(tǒng)中，在面上加載，最后進行分析，查看等效應(yīng)力。下文將闡述此過程。
（1）創(chuàng)建幾何模型
首先使用任何一款三維軟件創(chuàng)建下圖所示的幾何體。
幾何體是什么形狀，并不重要。
用什么三維軟件，也并不重要。
讀者可以根據(jù)自己的需要，使用任意的三維軟件，創(chuàng)建任意的三維模型。
然后導(dǎo)出為*.stp格式的文件。
（2）創(chuàng)建有限元模型
本步驟將在HYPERMESH中劃分網(wǎng)格得到有限元模型
（2.1）導(dǎo)入幾何模型
打開HYPERMESH11，導(dǎo)入上面創(chuàng)建的幾何文件，結(jié)果如下圖。
（2.2）劃分網(wǎng)格
使用HYPERMESH中的任意網(wǎng)格劃分技術(shù)，創(chuàng)建如下的有限元模型。
（2.3）設(shè)置與ANSYS的接口并導(dǎo)出網(wǎng)格
進入工具面板，開始準(zhǔn)備導(dǎo)出網(wǎng)格。
在上述工具面板中，依次使用1,2,3步，分別創(chuàng)建單元類型，材料模型，并把上述單元類型，材料模型與網(wǎng)格模型關(guān)聯(lián)。
展開 一個好用的Abaqus晶體塑性模型(Voronoi模型)生成插件-V9.0版
完整功能介紹
2.1 二維Voronoi模型
2.1.1 基礎(chǔ)晶體模塊
二維基礎(chǔ)晶體模塊包括矩形和圓形邊界子模塊，用戶界面如下：
圖2.1 二維基礎(chǔ)晶體模塊(矩形邊界)
圖2.2 二維基礎(chǔ)晶體模塊(圓形邊界)
模塊提供兩種算法，Random和Uniform算法，兩種算法生成的晶體示例如下：
圖2.3 不同生成算法下的矩形邊界二維晶體模型示例
圖2.4 不同生成算法下的圓形邊界二維晶體模型示例
2.1.2 B樣條晶體模塊
該模塊會對生成的二維晶體進行B樣條填充，其用戶界面如下：
圖2.5 二維B樣條晶體模塊
該模塊可生成開放和封閉式兩種B樣條填充模型，具體示例如下：
圖2.6 開放和封閉式B樣條填充晶體模型示例
2.1.3 加權(quán)晶體模塊
該模塊可用于生成多相二維Voronoi晶體模型，可分別控制每一相的占比，其用戶界面如下：
圖2.7 二維矩形邊界加權(quán)晶體模塊
圖2.8 二維圓形邊界加權(quán)晶體模塊
2.1.4 梯度晶體模塊
該模塊可用于生成二維梯度Voronoi晶體模型，其用戶界面如下：
圖2.9 二維梯度晶體模塊
2.1.5 周期性晶體模塊
該模塊可用于生成二維周期Voronoi晶體模型，其用戶界面如下：
圖2.10 二維周期性晶體模塊
2.1.6 柱狀晶體模塊
該模塊可用于生成二維柱狀Voronoi晶體模型，其用戶界面如下：
圖2.11 二維柱狀晶體模塊
2.1.7 分層晶體模塊
該模塊可用于生成二維多層Voronoi晶體模型，可分別控制每一層晶體的大小和厚度，其用戶界面如下：
圖2.12 二維分層晶體模塊
2.1.8 核殼晶體模塊
該模塊可用于生成二維核殼Voronoi
展開 Moldex3D模流分析之3D檢視平臺操作3D模型
管理功能 > 項目 > 檢視 > Moldex3D > 更多 > 檢視 > 結(jié)果分析 > 3D 比較功能
在 管理功能 > 項目 > 檢視 > Moldex3D > 更多 > 檢視 > 結(jié)果分析 > 3D 比較功能 (接口)：
1.Base Model：
此顯示主要模型，模型顏色為 藍(lán)色，是用來與 Compared Model 比較的基準(zhǔn)對象。
2.Compared Model：
此顯示要和 Base Model 比較的對象，模型顏色為 橘色 。
3.View：
點擊此按鈕使模型顯示于畫面上；再點擊按鈕則使模型消失于畫面上。
4.Moldex3D Data – Run Selection：
從下拉式窗體中選擇項目，再選擇要檢視的 組別 ，該模型就會顯示于畫面上。
注意： 每個分析組別的 Warpage 都不相同。
5.Mold Tryout Data：
必須從 試模 頁面開啟 3D 檢視平臺才能展開 Mold Tryout Data 面板。
2. Mold Tryout
而在3D 比較功能的3D檢視平臺頁面中，上方的功能列表除了能提供用戶觀測更多信息之外，最右邊的 相機 圖標(biāo)也提供拍照功能，能將對象比對的結(jié)果拍下來并存放在事先選擇好的位置里。
另外點擊最左邊 Alignment 功能，將兩支模型重合后；再點擊旁邊的 Generate Diff Map，計算兩者之差異值，就可以開啟Moldex3D Data面板的 模具收縮補償設(shè)定 ( CAE Model Compensation Setting )，讓使用者設(shè)定模具放大的倍率，用以補償成型過程中造成的體積收縮，進而使最終成品尺寸更貼近原始的設(shè)計。
展開 
[案例分析]Pointwise生成的"協(xié)和”號整機模型黏性網(wǎng)格（包含模型） ￥49.99
(1) 本案例文件為《Pointwise非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格賞析》中涉及的案例3工程文件。
(2) 下載后得到的為pw格式文件，可直接導(dǎo)出cas等格式進行計算或在Pointwise軟件中打開進行學(xué)習(xí)編輯。
(3) 購買后為百度網(wǎng)盤地址和訪問密碼，可進行下載或轉(zhuǎn)存。
(4) 購買案例后學(xué)習(xí)工程中有相關(guān)問題可加案例QQ群進行答疑。
(5) 購買案例附送一次性Pointwise最新版本軟件指導(dǎo)安裝服務(wù)。
基于python編程操作ABAQUS輸入文件生成PD3D單元顆粒
在空間中生成剛性顆粒（注意是剛性顆粒）有下列幾種方法：
1.修改關(guān)鍵字，構(gòu)建粒子生成器模型生成隨機分布剛性顆粒
2.使用python語言直接在ABAQUS中生成顆粒，并進行剛體綁定，使其成為剛性顆粒，或者直接生成解析剛體或離散剛體。
方法1生成顆粒的隨機性較好，操作簡單。方法2直接在ABAQUS界面生成顆粒，當(dāng)所需顆粒數(shù)量以萬為計量單位時，在前處理界面時就會卡死，對顯卡要求極高。因此，在僅考慮到這些弊端情況下，就已經(jīng)使研究人員頭皮發(fā)麻，無從下手。
在一些特定應(yīng)用場合下，比如所需顆粒數(shù)量數(shù)以萬計，我們只能采用方法1生成顆粒，但我們不僅僅是需要顆粒，還需將這些顆粒與其它模型進行耦合求解計算，這個時候粒子生成器就會有局限性。此外，考慮到顆粒在空間中排布的多樣性，比如最典型的高斯分布，那么粒子生成器很難做到一步到位生成所需分布特征的顆粒。
我們今天介紹的通過python編程操作ABAQUS輸入文件生成PD3D單元顆粒，其可操作性更強，我們可以不采用粒子生成器內(nèi)部定義的隨機算法生成顆粒，用戶可以根據(jù)需求自定義顆粒分布算法，以契合實際工況。此外，可省去粒子生成顆粒的分析步，直接進行工況建模求解計算。
本貼只是個人興趣，只提供思路，不提供源碼，用戶需了解ABAQUS的inp文件的書寫規(guī)則、python操作文件語法和生成顆粒的底層邏輯(分布模型)。感興趣的可以私信，提供編寫思路。
下面我們采用這一方法生成直徑2mm、3mm、4mm和5mm的混合顆粒，數(shù)量為1000。具體生成結(jié)果如下圖所示。
展開 SOLIDWORKS Electrical 由3D布局生成2D機柜布局圖
wx_fmt=gif" width="100%"></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>想要轉(zhuǎn)換3D裝配體到SOLIDWORKS Electrical中需要在3D打開SOLIDWORKS Electrical插件，并使用工程管理器打開需轉(zhuǎn)換工程圖的裝配體。</p><p class="ql-align-center"><strong>創(chuàng)建2D圖紙</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>打開后在上方工具選項卡中選擇-SOLIDWORKS Electrical選項卡-的創(chuàng)建2D圖紙。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/TSxFHroJ4V0hMiboqCYn8BLiclSLsWjoNwYiaJsQzoBbeDgo1bnVEic0l5pIXerVKriaGVarFobR3KVFDx4kibS9dXXg/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/TSxFHroJ4V0hMiboqCYn8BLiclSLsWjoNwnFYOU948ibIW9cE9QM9d1rIIOK1p7AdDf6rheP6DsApxvA0vr4nChUg/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p class="ql-align-center"><strong>選擇圖紙視角</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>使用創(chuàng)建2D圖紙后就會進入工程圖界面，在這里我們選擇能夠正視電箱的前視面作為我們的圖紙視角。
展開 一個好用的Abaqus晶體塑性模型生成插件-Voronoi模型V8.0
V7.0版本介紹：
一個好用的Abaqus晶體塑性模型生成插件-Voronoi模型
https://zhuanlan.zhihu.com/p/611427546
2. V8.0版本新增功能：
2.1 二維核殼晶體模塊
圖2.1 二維圓形核殼晶體模塊
圖2.2 二維多邊形核殼晶體模塊
2.2 三維核殼晶體模塊
圖2.3 三維球形核殼晶體模塊
圖2.4 三維多面體核殼晶體模塊
2.3 桁架模型模塊
圖2.5 桁架結(jié)構(gòu)模型生成模塊
2.4 圓形和圓柱邊界加權(quán)晶體模塊
圖2.6 二維圓形邊界加權(quán)晶體模塊
圖2.7 三維圓柱邊界加權(quán)晶體模塊
2.5 二維梯度晶體模塊
圖2.8 二維梯度晶體模塊
2.6 三維圓柱邊界梯度模塊
圖2.9 三維圓柱邊界梯度晶體模塊
展開 