體積分數計算的案例
【多相流】VOF模型的體積分數（6）
通過求解一個(或多個)相的體積分數連續性方程來實現對兩相之間界面的跟蹤。對第q相，這個方程有以下形式:
其中mqp為q相到p相的傳質，mpq為p相到q相的傳質。默認情況下，方程18.8右邊的源項是零，但是你可以為每個相指定一個常數或用戶定義的質量源。關于多相流模型傳質，在后面質量傳遞那一節做詳細的討論。
主相的體積分數方程不求解;主相體積分數的計算將基于以下約束條件:
體積分數方程可以用隱式或顯式時間公式求解。
1 隱式公式
采用隱式公式時，將體積分數方程離散如下:
當前時間步長的體積分數是當前時間步的其他量的函數，對每個時間步的次相體積分數的標量傳輸方程進行迭代求解。
采用所選的空間離散方案對面通量進行插值。隱式公式可用于瞬態和穩態計算。
2 顯式公式
顯式公式是時間相關的，體積分數離散方式如下:
由于當前時間步長的體積分數是根據前一個時間步長的已知量直接計算的，因此顯式公式不需要在每個時間步長的傳輸方程進行迭代求解。
利用界面跟蹤或捕獲方法，如Geo-Reconstruct, CICSAM, Compressive, and Modified HRIC ，可以實現面通量的插值。
ANSYS Fluent自動細化了體積分數方程積分的時間步長，但可以通過修改Courant number來影響時間步長計算。可以選擇為每個時間步更新一次體積分數，或者為每個時間步中的每個迭代更新一次體積分數。
重要提示：當使用顯式格式時，必須計算瞬態。
3 界面附近插值
Fluent控制體積公式要求計算通過控制體積面對流和擴散的通量，并與控制體積內的源項進行平衡。
展開 PART-09 Texgen-體積分數
<p>texgen可以用來估計體積分數，可以在tools目錄下找到（自己找吧，只不過都是英文，一看意思都理解了）。</p><p>體積分數的測定分為兩類：纖維體積分數，纖維在紗線中的體積分數</p><p>1.纖維體積分數</p><p>在測定纖維在域中的體積分數時，texgen提供了兩種方式，首先是快速計算纖維體積分數，該方式對纖維體積分數進行比較快，但是有可能不準確，它計算的是全部紗線，不管紗線是否在域內。</p><p>再者，還有就是普通的纖維體積分數測定，就是比較慢，它只計算域內的纖維體積分數。最終比較對象都為域的體積。但是兩者計算方式有差，即使都在域內，結果也可能有小范圍不同。</p><p><br></p><p>這里就舉個例子，通過weave建立一個平紋，然后計算纖維體積分數，如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202403/attachment/6e85dc3dee8c468ea26ceffb0681ffc8.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202403/attachment/6e85dc3dee8c468ea26ceffb0681ffc8.png" style="" width="553" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202403/attachment/6e85dc3dee8c468ea26ceffb0681ffc8.png?
展開 高體積分數骨料生成示例
在骨料生成中，目前多數腳本或者插件都是采用圓基生成，但是采用這種方式生成時，最高體積分數可能只能達到40%左右。采用PyQt的圖形處理功能，可以對顆粒輪廓進行檢測，進行高效的投放和重疊檢測。下圖通過橢圓投放對比一下圓基和利用PyQt輪廓檢測的區別。可以發現圓基生成中橢圓只有長軸處才可能靠近，輪廓檢測中橢圓的各個位置都可能靠近。這也是采用輪廓檢測生成方法可生成最高體積分數高于圓基的原因。
經過測試，本案例所述腳本生成的體積分數最高可達70%，這個最高體積分數會隨著級配變化，如果只是同粒徑骨料體積分數可能會低一點。
下面給出腳本的部分生成流程：
下面是利用這個方法生成的兩個案例：
歡迎私信或者聯系QQ1511646430進行交流。
附件中提供了一個用本案例所述腳本生成的體積分數為65%的隨機多邊形案例（cae文件，abaqus2019版）
案例.zip
展開 復合材料中的體積分數：深度解析
本文將從多個角度深入介紹復合材料中的體積分數，旨在幫助讀者全面理解這一概念。
體積分數的定義： 復合材料中的體積分數是指某種組分（通常是纖維、顆粒或填料）在整個復合材料中所占的體積比例。它通常用百分比表示，可以描述組分在復合材料中的分布情況。
纖維體積分數： 在復合材料中，纖維通常是一個重要的組成部分。纖維體積分數指的是纖維所占的體積在整個復合材料中的比例。高纖維體積分數通常意味著更高的強度和剛度，但也可能影響其他性能。
填料體積分數： 填料在復合材料中常被用作增強材料或調節材料。填料體積分數表示填料所占的體積在整個復合材料中的比例。適當選擇填料體積分數可以改善復合材料的性能和特性。
計算方法： 計算復合材料中的體積分數通常使用材料的密度和體積來實現。纖維或填料的體積可以通過幾何方法或實驗測量來確定，然后將其與整個復合材料的總體積相比較。
復合材料中的體積分數通常使用以下公式進行計算：
體積分數與性能的關系： 復合材料中的體積分數與其性能密切相關。通過調整不同組分的體積分數，可以實現對復合材料性能的精確控制，包括強度、剛度、導熱性等。
歡迎留言批評指正。如果本文存在不夠清晰或準確之處，請您不吝賜教。
個人學習總結，整理不易，未經本人允許請勿搬運。
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LS-PrePost中如何輸出當前時刻ALE流體的體積分數占比
在后處理中，想要輸出某一時刻ALE流體的體積占比是多少，可以點擊post下的output，使用output下的 Fluid Surface
這個選項提示的很清晰，是可以輸出某時刻流體的面單元的，format選擇keyword就行，write下選擇好輸出的路徑和名字，再點擊Cuur輸出當前時刻的數據
最后再打開這個文件即可。
【多相流】mixture模型的滑移速度和體積分數（11）
1 相對(滑移)速度和漂移速度
2 次相的體積分數方程
如何計算船舶排水體積
一，表征船體形狀的線型
船體是一個三維空間曲面，浸水體積(排開水的體積)沒有直接的計算公式，通常而言，船體的外輪廓可以由線型來表示，如下圖的船殼曲線：
這是一個立體的船體線型，是很漂亮吧，O(∩_∩)O~ 同事親手做得咧！
Created By Ship Design Software Package: SLine.exe
線型由船舶設計軟件包：SLine.exe程序生成
二，船體水線面以下的體積就是排水體積
(⊙o⊙)…，你以為每個人都像你一樣小白，定義不是很直觀嗎，還要你解釋……下面的動態圖，顯示了水面切分船體的示意過程，粉紅色的部分就是船體的排水體積。需要說明的是：船是沒有進水的，這個排水體積，就是假想如果沒有船時，水可以自由活動的空間。((⊙o⊙)…，現在這個空間被船無情地霸占了……)
三，排水體積的計算采用橫剖面沿縱向積分
由于船體外輪廓是復雜的三維曲面，計算三維曲面包圍的體積，一般會采用橫向的剖面沿縱向積分的辦法進行。當橫剖面足夠多，采用的積分公式合理，體積的計算也會比較準確。
下圖是中間過程計算的某一個橫剖面面積。
展開 使用Sesam HydroD計算排水體積的方法
轉載請注明出處：使用Sesam HydroD計算排水體積的方法(https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1815308)
Sesam軟件包中的HydroD模塊提供了一個Buoyancy Calculator工具，可用于計算浮體的排水體積。
下面以一個簡單的計算如下圖所示的尺寸為100m*50m*8m的“盒子”在5m吃水下的排水體積的問題為例，展示如何使用Buoyancy Calculator計算排水體積。
容易算得該“盒子”吃水5m時的排水體積為10000 m^3。
使用Buoyancy Calculator計算排水體積的步驟如下：
展開HydroD界面左側模型樹中的HydroModeling；
右擊HydroModels，在彈出的右鍵菜單中選擇New hydro model；
彈出【Define Hydro Model】對話框，所有參數保持不變，點擊OK按鈕；
依次展開HydroModels\HydroModel1；
右擊HydroStructure，在彈出的右鍵菜單中選擇New panel model；
彈出【Define Panel Model】對話框，選擇事先準備好的面元模型文件（T*.FEM），根據需要設置其他參數，點擊OK按鈕；
展開HydroStructure；
右擊PanelModel1，在彈出的右鍵菜單中選擇Buoyancy Calculator；
彈出【Buoyancy Calculator PanelModel1】對話框，輸入水線Z坐標、水的密度，點擊Calculate按鈕，即可得到如下圖所示結果。
需要注意的是，為了得到正確的排水體積，務必保證面元模型（Panel Model）是正確的。
展開 dyna或者autodyn數值模擬爆破體積計算
dyna或者autodyn數值模擬爆破后的槽腔體積計算
PART-01 Texgen-GUI界面介紹
</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/7fb73d803cc44b57bc9a9092b749b852.png"></p><p>Rendering目錄下依次為織物節點渲染，路徑渲染，表面渲染，體積（網格）渲染，干涉渲染，干涉程度渲染，纖維方向渲染，范圍（基體）渲染，范圍坐標系渲染，坐標系渲染，X掃描，透視查看，Trim to Domain(不知如何翻譯比較好，trim有修剪，截斷的意思)的作用是將域外的紗線截斷調整至域內，渲染出一個完整的織物單胞模型。然后就是改變背景色，和織物表面顏色，以及視圖刷新。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/754ee74166cf47b29cfaff73da252f16.png"></p><p>python目錄下提供了python api，可以在這里運行python腳本，以及記錄python的運行。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/c109bb537f25423bb1365d13aa6f7ae8.png"></p><p>tools目錄下提供了組織圖的生成，體積分數的計算，單根紗線的體積分數計算，輕微干涉的矯正。
展開 請問 射流沖蝕巖石ls dyna 里面能計算破碎體積
請問 射流沖蝕巖石，ls dyna 里面能計算破碎體積嗎
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸 ￥20
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加，從而導致零部件尺寸越大，疲勞壽命越低）
對與規則幾何形狀的零部件，有相應的經典公式提供特征尺寸的計算；例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑；薄板零部件的特征尺寸是板厚等；但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別，沒有統一的經典公式可以提供特征尺寸的計算；在FKM手冊中給出了一個通用公式，用于估計零部件疲勞危險區域的局部特征尺寸；
FKM關于循環載荷的疲勞評估中，提及可以使用循環載荷下的有限元應力結果進行疲勞損傷估計。此時，除了需要由應力結果估計危險疲勞區域，提取危險點的應力結果外，還需要給出危險疲勞區域的特征尺寸。在Ansys Workbench中，用戶可以方便的查看應力結果云圖，從而大體評估出危險疲勞區域。并且用戶可以通過選取高應力區域的單元體，再通過特征尺寸一般計算公式，來估計高應力區域的特征尺寸，進行進行合理的FKM疲勞評估。
但是，Ansys Workbench中，當用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。并且通過查詢資料，即使在APDL經典界面中對與體單元也是僅僅只能輸出體積（沒有體單元表面的輸出）；并且對與FKM特征尺寸的一般計算公式中，關于表面積A，也并不是指每個體單元所有面的表面積的總和。
展開 干貨：基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
織構晶體類型定義
在兩相轉變模型中，MEDC模型具備冷卻過程β相向初生α相轉變體積分數及尺寸變化的驅動力模型，此驅動力模型基于釩或鋁元素擴散。通過定義擴散控制元素在平衡狀態下的相成分，輸入數據包括：(1)擴散控制元素的平均濃度（V）；(2）溫度值；（3）不同溫度下平衡狀態化學成分，用Cp和Ci進行定義。Cp表示初始α相中擴散控制元素的濃度，而Ci則是β相溫度元素濃度。對于典型的Ti-6Al-4V合金，β向α相采用MEDC模型，轉變驅動力參數可通過下圖進行定義。
MEDC模型參數定義
β向次生α相轉變驅動力采用 “二次α板條-基于臨界冷卻速率” 模型進行定義。該模型計算了二次α形成的臨界冷卻速率，以及β和二次α體積分數的演化。從固溶溫度定義二次α生長的起始溫度（Ts）和時間（t）線被定義為:
Tβ是β轉變溫度。二次α體積分數計算為:
其中Te是轉變完成時的溫度，而Vr是初生α相平衡分數。
二次α相轉變驅動力模型
DEFORM采用點求解器計算鈦合金產品在不同位置的相變情況，由于相織構類型的差異，需要定義不同類型織構的材料軸、ODF取向分布函數及初始初生α相和β相的體積分數，初生α相晶粒尺寸。ODF可選擇EBSD或XRD相圖獲取相關取向數據。
ODF數據定義
通過鈦合金熱處理冷卻過程模擬計算，能夠獲取熱處理后多種相轉變模擬結果數據曲線，包括溫度、初生α相尺寸、初生α相體積分數、β相體積分數、二次α相體積分數、總α相體積分數、二次α相開始溫度、二次α相形成的臨界冷卻率等。
展開 基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
織構晶體類型定義
在兩相轉變模型中，MEDC模型具備冷卻過程β相向初生α相轉變體積分數及尺寸變化的驅動力模型，此驅動力模型基于釩或鋁元素擴散。通過定義擴散控制元素在平衡狀態下的相成分，輸入數據包括：
■ 擴散控制元素的平均濃度（V）
■ 溫度值
■ 不同溫度下平衡狀態化學成分，用Cp和Ci進行定義
（Cp表示初始α相中擴散控制元素的濃度，而Ci則是β相溫度元素濃度）
對于典型的Ti-6Al-4V合金，β向α相采用MEDC模型，轉變驅動力參數可通過下圖進行定義。
MEDC模型參數定義
β向次生α相轉變驅動力采用 “二次α板條-基于臨界冷卻速率” 模型進行定義。該模型計算了二次α形成的臨界冷卻速率，以及β和二次α體積分數的演化。從固溶溫度定義二次α生長的起始溫度（Ts）和時間（t）線被定義為：Tβ是β轉變溫度。二次α體積分數計算為：
其中Te是轉變完成時的溫度，Vr是初生α相平衡分數
二次α相轉變驅動力模型
DEFORM采用點求解器計算鈦合金產品在不同位置的相變情況，由于相織構類型的差異，需要定義不同類型織構的材料軸、ODF取向分布函數及初始初生α相和β相的體積分數，初生α相晶粒尺寸。ODF可選擇EBSD或XRD相圖獲取相關取向數據。
ODF數據定義
通過鈦合金熱處理冷卻過程模擬計算，能夠獲取熱處理后多種相轉變模擬結果數據曲線，包括溫度、初生α相尺寸、初生α相體積分數、β相體積分數、二次α相體積分數、總α相體積分數、二次α相開始溫度、二次α相形成的臨界冷卻率等。
各轉變結果及相變-時間曲線圖
在織構轉變方面，能夠顯示ODF云圖、極圖、反極圖，以及HCP晶體結構的Kearns數。
展開 Abaqus滲流及流固耦合分析的認識
因此，歐拉材料的邊界必須在每個增量步中進行計算，通常和單元邊界并不一致。歐拉網格通常是由簡單的矩形單元組成，為材料提供流動和變形的空間。一旦歐拉材料移動到歐拉網格以外，它就不再參與到歐拉分析中了。
歐拉材料可以通過歐拉-拉格朗日接觸（CEL）和拉格朗日單元聯系起來。這個強健而易用通用接觸特征能分析多場耦合仿真，比如；流固耦合問題。
2、應用：
歐拉分析在用于解決極端變形情況以及包含流體流動的情況很有效。在這些應用中，傳統的拉格朗日單元變得極端扭曲而失去了原有的精度。液體晃動、氣體流動、以及穿透問題都可以用歐拉分析有效的進行處理。CEL技術允許歐拉材料和傳統的非線性拉格朗日分析聯合使用。
3、歐拉體積分數（Eulerianvolumefraction）：
在Abaqus/Explicit中歐拉方法的實現是基于流體體積方法的。在這種方法中，材料在網格中流動的軌跡是通過計算每一個單元中的歐拉體積分數（EVF）來確定的。這個分數是這樣定義的：如果一個材料完全充滿了一個單元，它的體積分數便為1；如果一個單元中材料為空，它的體積分數便為0。歐拉單元可能同時包含對于一種的材料。如果一個單元中所有材料體積分數的總和小于1，這個單元的剩余部分自動被“虛”材料所占據。“虛”材料既沒有質量也沒有強度。
4、材料分界面：
一個單元中的每種歐拉材料的體積分數都會計算。在每個增量步中，用這些數據重建歐拉材料的邊界。界面重建算法把一個單元中的材料邊界近似為一個簡單的小平面（歐拉方法只能用于三維單元）。這個假定提供了一個簡單的、近似的材料面，這個材料面可能在相鄰的單元間不連續。
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