顆粒隨機分布建模的案例
comsol隨機幾何 隨機分布顆粒 纖維混凝土 不干涉模型 隨機球體 隨機裂縫
comsol隨機幾何模型
在常見的材料中，嚴格來講均質單一性的材料并不常見，更多的是隨機材料。這就使得在幾何建模時需要考慮材料的隨機性，這里講介紹幾種常見的隨機材料模型及在comsol內構建該模型的方法。
comsol多類隨機裂隙，帶厚度裂隙：
comsol纖維隨機分布，復合材料：
comsol隨機分布顆粒：
comsol隨機孔隙：
comsol不干涉隨機幾何構建
在comsol內主流的隨機分布幾何構建方法是通過COMSOL with Matlab連接，通過Matlab代碼實現模型的建立。但是采用 LiveLink for MATLAB的方案對于初學者要求較高，需要掌握MATLAB語法基礎并具有一定的程序設計能力。這里介紹另一種快速建模的方法，通過CAD文件導入到COMSOL內。
而在CAD內建立隨機幾何可通過其他軟件設置好參數后一鍵生成，從而無需編程操作。下面是能構建以上幾種模型CAD軟件。
下載鏈接：CAD隨機幾何3D
展開 骨料/夾雜/顆粒/孔隙/纖維（自定義形狀）-隨機分布-隨機形狀-混凝土、復合材料等 ￥699
image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/201806/1529928183169_model3D.jpg"></div>
</div><p>目前大家建立含有夾雜、顆粒或孔隙的模型都是通過編程實現的，MATLAB或者Python都可以，對于二維模型而言，有一定編程基礎的人而言，這個工作量還可以，但是即便如此，對于三維模型，很多編程高手也是無可奈何，不僅要花費大量的時間，還不一定搞的出來，即便搞的出來，也都不通用，因為每個人的需求不同，比如：顆粒形狀、填充率、單相或者多相等等，所以對于2d或3d夾雜、顆粒或孔隙模型的建立，很多人望而卻步，花費了大量時間學習還沒有搞定。</p><p>------------------</p><p>本帖子給出了一種方法，它可以支持自定義形狀，支持定義填充率設置的，簡單的圓形、橢圓形狀更是不再話下。本來是自己摸索后準備自己使用的，但是效果圖（上一個帖子）一發，許多科學工作者（巖土、混凝土、涂層、復合材料等方向）都來問方法，但是自己又沒有充足時間一一解答，也沒有時間做視頻教程，就干脆做了一份電子版教程和素材，這個主要是自定義2D和3D幾何形狀的方法（簡單的形狀就不再話下了）。</p><p>形狀：任意形狀， 空間類型：2D和3D， 支持：單相、多相， 支持：及配比，支持：填充率 ...</p><p>由于含有的文件過多，無法上傳，壓縮后格式不支持，單個傳只有個別支持，怕大家搞亂文件的存放，因此就不上傳了，只上傳了2D和3D文件的截圖。</p><p>如需要購買請站內私信，防止買到不適合自己的東西，造成不必要的麻煩，東西我會發送至個人郵箱的。
展開 基于comsol的隨機分布顆粒模型建立方法 ￥800
</p><p> 本文主要是介紹其中一類比較普遍的幾何模型，隨機分布的顆粒模型。經常可以看到這些方面在應用：</p><p>1、在絕緣材料中隨機分布導電顆粒，改善導電、介電性能；</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/puJVm5QjeA8xTHSNcuNrmf.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/iGC8QnqoSZ3TLP5KfGNs7T.png"></p><p>2、金屬材料的細觀模型，描繪金屬顆粒之間的晶界，并進行聲學散射研究。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/fRdHwP9PPnk2XAeWm14GNr.png">3、復合材料中的纖維隨機分布，改善力學、熱學等性能</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/fTCnmzSytrSfRmqvvqa7ee.png"></p><p>4、土壤中加入隨機分布顆粒，研究滲流、溶質遷移等現象；混凝土的級配，采用隨機顆粒分布來仿真計算</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/cjS147DoL5oPnDS4f1C9mr.png"></p><p>本文基于comsol的模型方法，編寫了一個隨機方向、隨機大小、隨機位置橢球分布的代碼。</p><p>在下面付費內容中，我將附上代碼的txt文檔，以及使用詳細的圖文和標注介紹調用和運行的步驟。歡迎各位評鑒和交流。
展開 CAD隨機球體顆粒 中空圓柱分布 ￥399
插件簡介
CAD隨機球體顆粒-中空圓柱分布插件可在AutoCAD軟件內實現中空圓柱試件及內部隨機球體的參數建模功能，插件可指定中空圓柱試件的外徑、內徑、高度，及球體的分布參數。
插件可控制隨機球體之間的最小間距，以確保隨機球體間不會發生干涉，當球體最小間距設置為負數時，球體間可能會發生相交。
插件可指定生成三個粒徑范圍的球體，同時可控制每種粒徑球體所占比例，以實現不同級配骨料的生成。
插件可對不同部件進分圖層繪制，方便批量操作。
插件可實現中空圓柱狀圓環部件的模擬，如材料內部缺陷、復合材料、顆粒增強材料等。
插件生成的CAD模型可導入其他有限元軟件進行建模，如在comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件內用于混凝土細觀力學分析、圓柱試件受力模型、內部缺陷分析、多孔介質滲流模擬、顆粒導電分析等。
說明提醒
插件支持AutoCAD2010~2023版本。
插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
樣圖
中空圓柱隨機球體樣圖CAD2010.rar
展開 
基于ABAQUS的砂輪隨機顆粒分布切削模型 ￥66
<div contenteditable="false" width="100%"><br>
</div><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png" title="砂輪模型.png" alt="砂輪模型.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202307/bb0a1788b9144b1e9129256926fc7108.png">
</div><p><br></p>
展開 顆粒隨機分布復合材料python代碼（2D） ￥10
隨機生成2D圓形顆粒python代碼。可以根據自己需要調整圓大小。
ANSYS混凝土三維隨機骨料 混凝土細觀 隨機球體 顆粒增強復合材料建模
現階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
為了方便快捷的構建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 abaqus隨機骨料投放，顆粒增強復合材料建模 ￥50
<p>內含4種隨機投放模型：</p><p>1、基體為圓柱，隨機投放的兩種半徑范圍的實心顆粒</p><p>2、基體為圓柱，隨機投放空心有厚度球體，球體半徑固定</p><p>3、三維大小隨機、位置隨機球體投放，基體為四面體</p><p>4、隨機大小、位置、傾斜角的正六邊形（可設置倒角，不干涉）投放，基體為正四邊形</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">球體之間互不干涉，可自定義基體尺寸，球體大小、位置、體積占比。</span></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png" style="display: inline-block;"><img src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png?
展開 matlab+abaqus隨機纖維分布建模
可控制纖維長度，個數隨機，
投放
UD單胞細觀建模插件（纖維隨機分布+周期性邊界—幾何上） ￥50
插件介紹：
這是一個具有周期性的ud單胞細觀建模插件，可以指定單胞的尺寸大小、纖維半徑，以及樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到UD單胞細觀建模插件，如圖所示：
編輯
跳轉
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
這里首先要完成模型的設定。自上而下分別為目標模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標的參數，并需要指定纖維半徑與樹脂含量，拖動滑塊，設定纖維投放失敗最大嘗試次數。
數值盡量采用小數，例如5.0，RC的值為0~1之間。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是實體模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
UD單胞細觀建模插件使用視頻教程_培訓課程_abaqus建立rve ABAQUS仿真rve-技術鄰
為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運行，路徑采用默認就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統安裝方式進行解壓安裝。新版界面如下：
注意，路徑盡量默認，也可以自定義安裝，如果自定義安裝請安裝到與傳統安裝一致的地方。
今后插件的發行格式均采用壓縮包與安裝包并行的形式。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發現的bug進行修復。
2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區發言都行，看到有時間會進行回復。
3.還沒想好，以后再說。
展開 模型分享012——二維隨機顆粒建模及仿真應用 ￥99
仿真文件說明
如圖1所示為二維隨機顆粒增強材料的切削仿真，顆粒在模型內部隨機分布，模型中可以通過改寫數值定義多組直徑，也可以將顆粒直徑定義在某一范圍內隨機分布，從而建立仿真所需的幾何模型。
圖1 二維顆粒增強鋁合金材料切削仿真
前言
防控期間在家進行流體力學學習，對于生物流體力學中描述的流體中的微粒運動深有感觸，因而考慮到生物3D打印實驗中，無論是明膠微球混合打印、細胞擠出打印甚至是打印中氣泡的作用影響，都是不可避免的技術難點，因而對此方向進行了簡單的了解。
手動建模
通過仿真研究微球增強的情況，首先就是建立高質量的仿真模型，對于此類問題，其關鍵是微球尺寸和位置的隨機性分布，因此采用Python語言進行了模型的建立。
創建一個二維的隨機圓形顆粒模型，假設圓形顆粒的大小分為三種，半徑分別為1mm，3mm，5mm。模型的大小為100×50mm。
圖2 顆粒建模示意圖
隨機模型
然后要做的就是創建顆粒的循環生成，將三種不同直徑的顆粒循環生成，此時顆粒的半徑已知，因此設置顆粒的圓心位置隨機，實現顆粒的隨機分布。為了避免顆粒之間發生相互的干涉，既避免生成的圓形之間發生重疊情況，在此基礎上需要添加判斷，成為隨機顆粒圓心位置的限制條件。
隨機直徑顆粒搭配
通過以上方式生成的顆粒直徑只能是固定的幾個，為了提高仿真的真實性，比較近似的模擬顆粒直徑的分布，設計了顆粒直徑在某個尺寸范圍內，隨機生成的腳本文件，實現了直徑在一定尺寸范圍內的隨機生成。圖中尺寸范圍為0.075-0.125mm。
展開 
任意鋪層角度UD層合板纖維尺度建模插件（纖維隨機分布) ￥99
插件介紹：
這是一個任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，可以層合板的尺寸大小、纖維半徑，以及每一層的樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，如圖所示：
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
這里首先要完成模型的設定。自上而下分別為目標模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標的參數，并需要指定纖維半徑與每一層的鋪層角度（角度的值為0~180）、厚度、樹脂含量，拖動滑塊，設定纖維投放失敗最大嘗試次數，該值適用于所有層。
此外，層數不限，自下而上鋪層，就是說第一層在最低層。預設5層，如果少于5層，需要把多余的行刪去。
數值盡量采用小數，例如5.0，RC的值為0~1之間。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是實體模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
任意鋪層角度UD層合板纖維尺度建模插件（纖維隨機分布)使用視頻教程_培訓課程-技術鄰
為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運行，路徑采用默認就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統安裝方式進行解壓安裝。新版界面如下：
注意，路徑盡量默認，也可以自定義安裝，如果自定義安裝請安裝到與傳統安裝一致的地方。
今后插件的發行格式均采用壓縮包與安裝包并行的形式。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發現的bug進行修復。
展開 Abaqus三維纖維增強隨機分布自動建模腳本
纖維在abaqus里的建模有兩種辦法，一種是實體，一種是線。這兩種方式我們通過腳本都可以實現，話不多說，直接上圖，有需要的站內聯系。
UD單層層合板細觀建模插件（纖維隨機分布） ￥15
<h1 class="ql-align-justify"><em>插件介紹：</em></h1><p class="ql-align-justify">這是一個UD單層層合板細觀建模插件，可以指定層合板的尺寸大小、纖維半徑，以及樹脂含量。纖維采用隨機分布。纖維與樹脂分開建模。</p><h2 class="ql-align-justify">操作說明：</h2><p class="ql-align-justify"> 首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到我們的UD單層層合板細觀建模插件，如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202409/attachment/6fe7e6f66af242a2a327ae5cf6147707.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/6fe7e6f66af242a2a327ae5cf6147707.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/6fe7e6f66af242a2a327ae5cf6147707.png?
展開 隨機生成-隨機分布-隨機形狀-骨料-夾雜-孔隙-纖維模型-混凝土復合材料涂層等模型
隨機分布適用于很多行業，但是由于目前abaqus的自身建模限制，很多模型都不能直接建立，只能通過Python建立，但是對于復雜模型，Python的開發也是很吃力，特別是對于三維模型，因此，必須找到一種好的方法進行模型的建立，個人通過不斷嘗試摸索找到了一種解決隨機分布模型的通用方法，適合于各種行業模型的建立，給出一些效果圖，類似的圖形或者涉及到隨機分布的模型圖，大家可以直接咨詢，另外對于規則模型的建立這種方法也是非常使用的，聯系郵箱或qq1057593923@qq.com
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