多孔材料建模
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
多孔材料建模的視頻教程
多孔梁（復(fù)合材料）力學(xué)仿真分析-限時(shí)低價(jià)
適合復(fù)合材料學(xué)習(xí)，復(fù)雜截面的復(fù)合材料建模，難點(diǎn)為：掃掠網(wǎng)格得路徑定義！這是很多同學(xué)的痛點(diǎn)，如何定義復(fù)雜截面的復(fù)合材料鋪層。
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基于Workbench-FLUENT的多孔排氣管熱分析，免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，建模練習(xí)（需購買）
本視頻為基于Workbench-FLUENT的多孔排氣管熱分析，免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，建模練習(xí)（需購買），主要涉及到DM建模，流場的前處理設(shè)置，網(wǎng)格劃分，F(xiàn)LUENT仿真，CFD-POST后處理，歡迎購買討論學(xué)習(xí)。
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ACP復(fù)合材料和實(shí)體材料混合建模流程及案例文檔
workbench中使用ACP建立復(fù)合材料鋪層部分，使用結(jié)構(gòu)模塊處理實(shí)體部分，再混合建模計(jì)算的過程。有詳細(xì)操作過程和兩個(gè)案例文檔，文檔一個(gè)板子的用于說明，一個(gè)飛機(jī)蒙皮和肋板的用于參考學(xué)習(xí)，兩個(gè)流程都一樣的。適合本科學(xué)生論文計(jì)算建模，碩士和單位人員學(xué)習(xí)流程。
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多孔材料建模的實(shí)例教程
對兩個(gè)部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。
進(jìn)行網(wǎng)格劃分操作。
設(shè)置兩部件之間的相互作用。
設(shè)置分析步后對模型添加載荷，這里將下側(cè)邊界設(shè)置為固定約束，上邊界添加向下的位移，實(shí)現(xiàn)模型的受壓狀態(tài)模擬。
創(chuàng)建作業(yè)并提交分析查看結(jié)果。
座椅也可以定義為多孔材料。如果在同一模擬解決方案中需要不同的聲場，例如機(jī)艙空氣和多孔座椅，則需要將它們與Simcenter 3D中的“聲學(xué)連續(xù)性”（Acoustic Continuity）模擬對象連接。
包括吸收域和多孔域，可以用可滲透的輻射表面聲載荷來解決HVAC艙室噪聲。動(dòng)畫顯示感興趣頻率之一的傳播中的效果艙。很明顯，忽略聲學(xué)傳播中的艙室效應(yīng)（左），聲波在介質(zhì)中自由輻射。然而，包括機(jī)艙屬性在內(nèi)，聲輻射更加復(fù)雜，因?yàn)樗F(xiàn)在包括反射和吸收。
自由場（左）和機(jī)艙（右）的聲學(xué)傳播
過去的研究表明，將聲學(xué)和流動(dòng)分開求解的混合方法可以提供比其他參考解決方案更具代表性的結(jié)果。使用這些技術(shù)，我們可以看到，在我們期望駕駛員耳朵的區(qū)域，安裝條件可以提供超過10
dB
的聲級。因此，一旦安裝，包括傳播中的座艙屬性，將對
HVAC
噪聲預(yù)測產(chǎn)生重大影響。
駕駛員位置的自由場和安裝的聲音水平
Simcenter 3D
現(xiàn)在還支持具有異質(zhì)流體結(jié)構(gòu)域的模型。這意味著可以將座椅和其他吸收的表面建模為重空氣或真實(shí)的多孔材料，而機(jī)艙的其余部分則以常規(guī)的空氣流為模型。
綜述
CFD和聲學(xué)耦合仿真為HVAC致機(jī)艙噪聲問題提供了一種解決方案，并通過優(yōu)化的源建模和數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)將流量和聲學(xué)角色保持在自己的平臺(tái)上。可以有效地考慮機(jī)艙性能，而無需增加CFD解決方案的開銷。'
展開 打開ANSYS Workbench，導(dǎo)入事先生成的.sat文件，并進(jìn)行添加矩形，刪掉導(dǎo)入的卵石形實(shí)現(xiàn)二維多孔模型的構(gòu)建：
進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作：
插件介紹
QSGS3D V2.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus2024及以上版本軟件內(nèi)基于Quartet Structure Generation Set（QSGS）隨機(jī)生長四參數(shù)生成法構(gòu)建三維多孔介質(zhì)雙相材料，插件可指定生成試件的長度、寬度、高度以及劃分的網(wǎng)格單元尺寸。可控制隨機(jī)生長四參數(shù)中的分布概率(Distribution probability)、生長概率(Growth probability)及體積分?jǐn)?shù)(Volume fraction)。由于未涉及到多相生長之間的相互影響，故不需要考慮交互生長概率(Interaction growth probability)參數(shù)。
QSGS原理
1． 在設(shè)定范圍內(nèi)隨機(jī)布置指定數(shù)量的種子作為生長核。
2． 給定相應(yīng)的生長概率，使得生長核在鄰域范圍內(nèi)以一定概率向周圍擴(kuò)展生長并形成新的生長核。
3． 迭代（2.）步驟，直到生長核擴(kuò)展到指定的體積分?jǐn)?shù)結(jié)束程序。
模型展示
插件可基于隨機(jī)生長四參數(shù)法生成具有周期性邊界條件（Periodic Boundary Condition，PBC）的代表性體積單元（Representative Volume Elementary，RVE）模型等。
可將生成的模型創(chuàng)建網(wǎng)格部件后刪除孔隙單元來實(shí)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)并進(jìn)行模擬分析。以下為多孔結(jié)構(gòu)的軸心受壓應(yīng)力及位移模擬結(jié)果。
適用版本
插件可運(yùn)行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。
展開 ABAQUS二維隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)建模，可有效表征孔隙隨機(jī)分布與連通特性，結(jié)合有限元方法精確模擬在復(fù)雜載荷下的力學(xué)響應(yīng)與損傷演化過程，或進(jìn)行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)分布的多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
多孔結(jié)構(gòu)模型采用單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。
采用CAD圖像導(dǎo)入插件將多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)轉(zhuǎn)換為CAD文件。
將CAD文件進(jìn)行面域生成預(yù)處理后導(dǎo)出為iges格式文件，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)建立部件。
在部件編輯中將模型空間更改為二維平面。
新建一個(gè)與原模型尺寸相同的矩形部件，并在裝配中與導(dǎo)入的部件進(jìn)行切割幾何操作，建立多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
也可與導(dǎo)入的部件裝配建立孔隙＋顆粒兩相材料模型。
可進(jìn)行網(wǎng)格劃分及完成后續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)仿真模擬。
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多孔材料建模的最新內(nèi)容
復(fù)合材料多尺度力學(xué)仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網(wǎng)格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續(xù)網(wǎng)格匹配。當(dāng)纖維端面與基體表面未能完全共面時(shí)，往往產(chǎn)生微小幾何階躍，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)投影誤差。這些問題在手動(dòng)腳本處理時(shí)出錯(cuò)的概率較高。
針對上述情況，基于Abaqus環(huán)境開發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對纖維生成
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QuantumATK
QuantumATK是一套完整的原子級仿真工具包，由全球領(lǐng)先的原子尺度建模專家團(tuán)隊(duì)開發(fā)并提供技術(shù)支持。QuantumATK通過在新材料篩選過程中實(shí)現(xiàn)更高效的仿真工作流程，顯著減少材料研發(fā)時(shí)間與成本。這些工作流程可替代或指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，來選擇和優(yōu)化產(chǎn)品系統(tǒng)中的材料。
QuantumATK提供先進(jìn)的圖形用戶界面與獨(dú)特的方法完備性，使用戶能夠在一個(gè)集成框架內(nèi)計(jì)算各種基本材料屬性
我研究生的小方向就是立體織物復(fù)合材料。盡管剛畢業(yè)改換到CFD領(lǐng)域的工作，但是我仍然對一個(gè)東西充滿執(zhí)念。
那就是通過代碼參數(shù)化生成織物復(fù)合材料的細(xì)觀模型，就像英國諾丁漢大學(xué)的TexGen那樣。
盡管那時(shí)候代碼水平還比較基礎(chǔ)，但就是這個(gè)執(zhí)念讓我不斷研究在數(shù)值仿真中網(wǎng)格到底應(yīng)該如何表達(dá)，幾何如何轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，有了網(wǎng)格應(yīng)該如何渲染，如何把復(fù)雜的織造參數(shù)和網(wǎng)格構(gòu)建聯(lián)系起來。
以前做材料本構(gòu)和細(xì)觀建模的時(shí)候，第一個(gè)攔路虎就是建模。尤其是機(jī)織編織類的材料，需要搞懂一系列織造參數(shù)，才可能完成三維模型創(chuàng)建。這還不算完，搞完模型還要繼續(xù)弄網(wǎng)格，一旦需要研究幾何參數(shù)變化規(guī)律，上述的過程又得整一遍。
即便后面我已經(jīng)很熟練了，這個(gè)過程仍然需要花費(fèi)很多時(shí)間。那個(gè)時(shí)候我就在想，以后要是能自己搞一個(gè)參數(shù)化建模工具就好了。
后來做項(xiàng)目多了，發(fā)現(xiàn)不僅是細(xì)觀結(jié)構(gòu)
前文我們介紹了基于“厚度”推進(jìn)策略生成網(wǎng)格，并自動(dòng)定義鋪層、材料的層合板建模算法。
為了提高展示度，同時(shí)也是方便給別人使用。我們可以開發(fā)一個(gè)界面，并封裝成一個(gè)軟件。
作為一個(gè)小的案例，同樣采用MATLAB實(shí)現(xiàn)。
很多人都用過MATLAB的GUI模塊，然而這個(gè)東西適合做一些小的工具，稍微復(fù)雜一點(diǎn)的功能，就完全無法開展。
GUI模塊
一個(gè)最簡單的例子
ABAQUS多孔結(jié)構(gòu)建模2D7個(gè)月前
ABAQUS二維隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)建模，可有效表征孔隙隨機(jī)分布與連通特性，結(jié)合有限元方法精確模擬在復(fù)雜載荷下的力學(xué)響應(yīng)與損傷演化過程，或進(jìn)行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)分布的多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
多孔結(jié)構(gòu)模型采用單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。
本案例從CT掃描微觀粒子斷層數(shù)據(jù)中，重建起來三維模型，計(jì)算氧氣電化學(xué)反應(yīng)，橫向?qū)Ρ炔煌螒B(tài)微觀粒子的反應(yīng)強(qiáng)度分布。
通過對微觀粒子重建、分析，可以有效評估該粒子的多種性能表現(xiàn)，輔助研究人員快速發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化所需的粒子體系。
歡迎交流。
在當(dāng)今追求高性能與可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域，復(fù)合材料正成為越來越多行業(yè)的首選材料。其卓越的比強(qiáng)度、比模量、耐腐蝕性和高度可設(shè)計(jì)性，使其在航空航天、汽車制造、電子設(shè)備等行業(yè)中逐漸取代傳統(tǒng)金屬材料。然而，傳統(tǒng)的復(fù)合材料分析方法難以準(zhǔn)確捕捉材料微觀結(jié)構(gòu)對宏觀性能的影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)中不得不引入較大安全系數(shù)，既增加成本又限制材料性能發(fā)揮。但現(xiàn)在，一款名為 Digimat 的軟件徹底改變了這一局面。
Digimat
ABAQUS用戶手冊及關(guān)鍵詞參考指南：初學(xué)者必備6件套
1材料卷
2單元卷
3分析卷
4指定條件、約束與相互作用卷
5介紹，空間建模，執(zhí)行與輸出
6工具包
7Abaqus關(guān)鍵詞參考指南
