顆粒生成的案例
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(jī)分布剛性顆粒
2.使用python語(yǔ)言直接在ABAQUS中生成顆粒，并進(jìn)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(jī)性較好，操作簡(jiǎn)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(wàn)為計(jì)量單位時(shí)，在前處理界面時(shí)就會(huì)卡死，對(duì)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(wú)從下手。
在一些特定應(yīng)用場(chǎng)合下，比如所需顆粒數(shù)量數(shù)以萬(wàn)計(jì)，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(jìn)行耦合求解計(jì)算，這個(gè)時(shí)候粒子生成器就會(huì)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(guò)python編程操作ABAQUS輸入文件生成PD3D單元顆粒，其可操作性更強(qiáng)，我們可以不采用粒子生成器內(nèi)部定義的隨機(jī)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(shí)際工況。此外，可省去粒子生成顆粒的分析步，直接進(jìn)行工況建模求解計(jì)算。
本貼只是個(gè)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(yǔ)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(kāi) 關(guān)于abaqus的顆粒生成器生成sph粒子
請(qǐng)問(wèn)用abaqus的顆粒生成器生成sph粒子的時(shí)候，為什么我設(shè)置了質(zhì)量流量，但是卻不起作用，改大改小相同時(shí)間內(nèi)流出的粒子數(shù)都一樣
CAD隨機(jī)多邊形顆粒生成軟件 ￥189
一、軟件界面
圖1 CAD隨機(jī)多邊形顆粒
二、軟件介紹
CAD隨機(jī)多邊形顆粒生成插件可生成指定顆粒集配及比例的二維CAD圖形，CAD圖形包含外尺寸、多邊形顆粒、界面過(guò)渡區(qū)（Interface Transition Zone, 簡(jiǎn)稱ITZ）等部分。
圖2 含ITZ的多邊形隨機(jī)骨料樣例
圖3 集料集配控制
圖4 骨料體積比控制
三、應(yīng)用場(chǎng)景
CAD隨機(jī)多邊形及界面過(guò)渡區(qū)可導(dǎo)入如ANSYS、Abaqus、COMSOL等其他有限元軟件進(jìn)行計(jì)算。可用于如混凝土細(xì)觀模型、多孔材料模型、多孔介質(zhì)滲流模擬、多相材料擴(kuò)散模擬等方面的研究。
四、使用須知
1、如需生成界面過(guò)渡區(qū)顆粒的最小邊數(shù)不宜小于5；
2、顆粒所能達(dá)到的最大體積比與集配及最小間距關(guān)系較大；
3、實(shí)際生成的界面過(guò)渡區(qū)厚度與設(shè)計(jì)值略有偏差；
4、軟件使用需注冊(cè)，一機(jī)一碼；
5、軟件運(yùn)行需要安裝AutoCAD。（2010~2021均可使用）
五、更新日志
1.新增界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）繪制功能
2.新增顆粒集配控制功能
3.新增顆粒集配曲線繪制功能
4.新增是否進(jìn)行CAD繪圖選項(xiàng)
5.美化界面顯示優(yōu)化參數(shù)分組
6.重構(gòu)代碼加快運(yùn)行速度
7.添加時(shí)間控制參數(shù)，防止死循環(huán)
8.精確計(jì)算多邊形顆粒體積
9.新增CAD分圖層繪制
10.優(yōu)化軟件注冊(cè)識(shí)別
六、樣圖實(shí)例
CAD文件 .dwg格式。
樣圖.rar
可直接聯(lián)系QQ：1135122921
獲取軟件及注冊(cè)，價(jià)格一致
展開(kāi) 【DEM】基于移動(dòng)面生成離散顆粒 ￥99.9
圖1-固定面上按粒度級(jí)配生成離散顆粒
Abaqus中支持生成DEM離散顆粒的inlet surface移動(dòng)，包括廣義的surface縮放運(yùn)動(dòng)、和狹義的surface平動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、偏斜運(yùn)動(dòng)。幫組文檔也有介紹，很可惜沒(méi)提供這方面的案例。
圖2-DEM粒子生成器
這個(gè)問(wèn)題也是有的學(xué)員在學(xué)習(xí)Abaqus DEM課程中常問(wèn)到的一個(gè)。
下面我做個(gè)案例，說(shuō)明一下關(guān)鍵步驟，如果你已經(jīng)會(huì)使用*particle generator，那么在移動(dòng)面上生成DEM顆粒其實(shí)很簡(jiǎn)單。只需要對(duì)surface的耦合參考點(diǎn)施加平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)速度、或調(diào)整surface單元節(jié)點(diǎn)位移（縮放surface面）就能實(shí)現(xiàn)。
------案例：
在一個(gè)按正弦曲線移動(dòng)的圓形inlet上生成DEM粒子，定義X方向的平動(dòng)和Y向的周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)：
圖3-surface inlet的Y向運(yùn)動(dòng)定義
圖4-粒子生成器的inlet面按正弦曲線運(yùn)動(dòng)
圖5-離散顆粒在移動(dòng)面上生成
展開(kāi) 
AbqParticle骨料填充插件-3.1版
三維周期混合骨料填充示例：
所有功能模塊如下：
1 二維顆粒生成模塊
1.1 二維線顆粒生成模塊
用于生成線顆粒，支持矩形和圓形邊界，模塊界面如下：
圖1.1 矩形邊界線顆粒填充模塊
圖1.2 圓形邊界線顆粒填充模塊
1.2 二維矩形顆粒生成模塊
圖1.3 矩形邊界矩形顆粒填充模塊
圖1.4 圓形邊界矩形顆粒填充模塊
1.3 二維圓形顆粒生成模塊
圖1.5 矩形邊界線圓形顆粒填充模塊
圖1.6 圓形邊界圓形顆粒填充模塊
1.4 二維橢圓顆粒生成模塊
圖1.7 矩形邊界橢圓顆粒填充模塊
圖1.8 圓形邊界橢圓顆粒填充模塊
1.5 二維多邊形顆粒生成模塊
圖1.9 矩形邊界多邊形顆粒填充模塊
圖1.10 圓形邊界多邊形顆粒填充模塊
1.6 二維混合顆粒生成模塊
圖1.11 混合顆粒填充模塊
圖1.12 混合顆粒參數(shù)輸入界面
2 三維顆粒生成模塊
2.1 三維線顆粒生成模塊
圖2.1 長(zhǎng)方體邊界線顆粒填充模塊
圖2.2 圓柱邊界線顆粒填充模塊
圖2.3 球邊界線顆粒填充模塊
2.2 三維圓柱顆粒生成模塊
圖2.4 長(zhǎng)方體邊界圓柱顆粒填充模塊
圖2.5 圓柱邊界圓柱顆粒填充模塊
展開(kāi) 星辰技文|一步步教你如何使用35行代碼生成ABAQUS二維隨機(jī)顆粒模型
為了解決上述問(wèn)題，可以引入?yún)^(qū)域離散化方法，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)生成一個(gè)投遞位置，這樣讓投遞區(qū)域內(nèi)相對(duì)均勻的布置著可能的顆粒中心，我們只需要對(duì)有限的中心位置進(jìn)行隨機(jī)選擇，并判斷他們與已投遞顆粒的關(guān)系，從而對(duì)可能的點(diǎn)進(jìn)行刪減，解決了完全隨機(jī)過(guò)程中的區(qū)域重疊問(wèn)題。同時(shí)這種方法還極易普及到非規(guī)則幾何模型，實(shí)現(xiàn)異形構(gòu)建內(nèi)投遞骨料。POLARIS_MesoConcrete就是采用的該方法，也能生成體素骨料模型。
我們還可以對(duì)上述代碼進(jìn)行豐富，半徑可以設(shè)置為滿足一定的分布規(guī)律，這里提醒：顆粒盡量從大尺寸到小尺寸的次序進(jìn)行投遞，可以增大顆粒投遞成功的概率。
另外也可以增加ITZ層，只需要在刨切的時(shí)候，在顆粒中心位置同時(shí)生成一個(gè)變半徑的同心圓即可。
如果需要生成周期性顆粒，首先顆粒的投遞區(qū)域就不需要邊界減去顆粒的半徑范圍，而是整個(gè)區(qū)域，其次需要判斷顆粒與四條邊界的相互關(guān)系，如果穿過(guò)一條邊界，則需要在其相對(duì)的邊界位置布置一個(gè)相同的顆粒。
大家不妨自己試一試，編寫自己特色的隨機(jī)顆粒代碼，期待你的分享。
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展開(kāi) 如何模擬一個(gè)沙漏
（10）修改inp文件
為了達(dá)到分析目的，需要修改inp，其主要包括兩部分，一是顆粒生成的速度，顆粒的大小等等；另一個(gè)是定義生成的顆粒之間的相互作用以及與瓶身的接觸。請(qǐng)?zhí)貏e注意相關(guān)語(yǔ)句所屬的層次，具體含義可以在keyword幫助文檔中找到（圖8）。
圖8
具體如下：
1）執(zhí)行model-edit keywords，找到Part-2的相關(guān)語(yǔ)句。
Particle generator的定義在Part層次中編寫。
基于ABAQUS粒子生成器的DEM顆粒篩選 ￥80
文件為inp文件，通過(guò)編輯關(guān)鍵字調(diào)用ABAQUS的粒子生成器，生成直徑尺寸不同的粒子，模型中的篩網(wǎng)振動(dòng)，將不同大小的粒子進(jìn)行篩選，通過(guò)本案例您將學(xué)會(huì)如何通過(guò)編輯關(guān)鍵字在ABAQUS中生成不同直徑的DEM粒子。
abaqus粒子生成器顆粒導(dǎo)出
導(dǎo)出部件為孤立網(wǎng)格，幾何編輯不能修改顆粒的孤立網(wǎng)格。如何才能把顆粒變成幾何體，用于下一步模擬計(jì)算，有償（能解決為前提）
ABAQUS隨機(jī)多面體顆粒生成 ￥50
基于python語(yǔ)言的隨機(jī)多面體顆粒代碼，ABAQUS直接生成，可調(diào)節(jié)尺寸大小，數(shù)量。
ABAQUS隨機(jī)骨料python二次開(kāi)發(fā)代碼——二維橢圓顆粒生成 ￥1.1
在<a href="/major/<a href="/major/abaqus">ABAQUS中生成的模型展示
可以根據(jù)自己的需要調(diào)整粒徑大小和數(shù)量。
PFC3D中不規(guī)則碎石顆粒的clump模板和級(jí)配生成算例 ￥50
在PFC3D中生成不規(guī)則顆粒clump需要指定模板，本案例提供了20多個(gè)碎石顆粒的模板，部分顆粒模板展示如下：
利用clump distribute 命令的bin關(guān)鍵詞可以生成特定級(jí)配的碎石：
需要注意的是，clump模板中含有數(shù)百個(gè)pebble，會(huì)帶來(lái)很大的計(jì)算成本。
顆粒模板和算例如下：
數(shù)字揭秘丨什么？！Altair EDEM竟然可以用來(lái)解答高考物理壓軸的電磁力學(xué)題？
在顆粒Properties菜單對(duì)Auto Calculation打勾，確認(rèn)A、B顆粒的質(zhì)量
2.在Physics菜單選擇仿真模型。可以判斷，本題中顆粒A、B不會(huì)有物理接觸作用（前面所設(shè)顆粒半徑為假定值），且全過(guò)程無(wú)剛性邊界Geometry，因此將Particle to Particle / Particle to Geometry Interaction 選擇為No Base Model + No Friction Model（或直接保持默認(rèn)不動(dòng)）。然而，A、B顆粒均帶正電，因此需在Particle Body Force Interaction中，選擇Electrostatics模型。
3. 建立坐標(biāo)系，設(shè)置顆粒生成。本題為一維動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，可設(shè)全局軸，并設(shè)A顆粒初始位置為原點(diǎn)。使用顆粒工廠分別生成A、B顆粒，A顆粒工廠設(shè)定為：Static類型，尺寸0.13m（略大于顆粒尺寸），生成顆粒總數(shù)Total Number為1，Start Time為0s，Position為bcc模式（第一個(gè)顆粒將在工廠中心即原點(diǎn)處生成），Velocity為固定：
B顆粒工廠設(shè)定為：Static類型，尺寸0.13m（略大于顆粒尺寸），生成顆粒總數(shù)Total Number為1，Start Time為0s，Transform為：
Position為bcc模式，Velocity為固定：
上述紅字內(nèi)容即為特別參照題目進(jìn)行建模的輸入?yún)?shù)。
4. A、B顆粒帶電如何輸入？
展開(kāi) AbyssFish單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件 V2.0更新 ￥896
軟件更新
AbyssFish單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件 V2.0（以下簡(jiǎn)稱軟件）新增顆粒雙軸尺寸及顆粒走向控制功能，可實(shí)現(xiàn)各向異性多孔結(jié)構(gòu)模型建立。關(guān)于V1.0版本功能可查看：https://www.yqgqt.org.cn/post/1946991
軟件新增功能可實(shí)現(xiàn)顆粒長(zhǎng)短軸尺寸控制，實(shí)現(xiàn)多種不同形態(tài)的顆粒生成。
軟件可控制顆粒的走向，以實(shí)現(xiàn)各向異性模型。
軟件保持孔隙區(qū)域的單連通性，確保單孔隙整體為單連通域，且模型邊界具備周期性，保證幾何滿足周期性邊界條件。
說(shuō)明提醒
軟件適用于Windows系統(tǒng)，支持Windows 7、8、10、11。
軟件需要注冊(cè)，注冊(cè)完成可永久使用，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購(gòu)買后請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。低版本用戶可免費(fèi)升級(jí)到當(dāng)前版本。
展開(kāi) 簡(jiǎn)述PFC成樣方法
這部分內(nèi)容包括：
粒徑放大法、壓縮法、分層壓縮、distribute成樣法、分層成樣法、Brick方法
PFC生成顆粒的方法其實(shí)經(jīng)歷過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，這里從發(fā)展的邏輯順序來(lái)講一下PFC中的成樣方法。雖然是簡(jiǎn)述，但是這部分內(nèi)容比較多，包含了我閱讀的文獻(xiàn)內(nèi)容和自己經(jīng)驗(yàn)和理解，建議或許可以打印下來(lái)學(xué)習(xí)理解一下。
密樣因?yàn)榻佑|力的調(diào)整，最后肯定會(huì)比較均勻，所以松樣才是衡量成樣好壞的標(biāo)準(zhǔn)。
我們這里生成的試樣為：
長(zhǎng)寬為1.5m，兩個(gè)粒徑的顆粒，一個(gè)是0.006半徑的，一個(gè)是0.009半徑的，兩個(gè)體積百分比一樣，孔隙率為0.25。
一、generate方法
generate方法為在指定區(qū)域生成指定數(shù)量的無(wú)重疊的顆粒（這句話理解一下）。可以看做是往一個(gè)棋盤上擺棋子這種感覺(jué)，顆粒是一個(gè)個(gè)生成的。邏輯方法為：1）生成隨機(jī)數(shù)，確定區(qū)域內(nèi)的坐標(biāo)；2）判斷坐標(biāo)位置生成顆粒的話，會(huì)不會(huì)和別的顆粒重疊，如果重疊，回到第一步。
這里就會(huì)暴露出generate方法的一個(gè)問(wèn)題，就是可能在指定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)，找不到符合條件的坐標(biāo)了，這樣在區(qū)域內(nèi)生成的顆粒就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于指定的數(shù)目，下面用個(gè)demo說(shuō)明一下這個(gè)問(wèn)題。
根據(jù)試樣的條件，我們可以計(jì)算出兩個(gè)粒徑的顆粒數(shù)。邏輯為：試樣顆粒體積 Vs=(1-poro)*V ，其中poro為孔隙率，V為試樣體積。如果兩個(gè)顆粒的質(zhì)量百分比一樣的話（如果密度一樣，體積百分比也一樣），兩個(gè)粒徑的顆粒體積為 Vs1=Vs2=Vs*0.5 。一個(gè)顆粒的體積為 pi*r*r ，這樣顆粒數(shù)為 Vs1/(pi*r*r)。
展開(kāi) 