comsol三維孔隙的案例
COMSOL隨機多面體骨料 三維凸多面體骨料 無規則孔隙 三維混凝土細觀 三維骨料模型
混凝土模型
三維混凝土細觀模型的建立是進行混凝土性能模擬的有效方法，而在comsol建模過程中隨機凸多面體骨料的生成是幾何模型的難點。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實現不同集配的混凝土模型。
建模教程
首先采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內生成所需要的三維混凝土細觀模型。
將該模型分圖層導出為.iges格式文件，這里分圖層導出是為了可以分部件導入到comsol軟件內，更方便材料賦值等操作。
本模型共導出四個iges文件，分別是帶有多面體孔洞的基體材料以及三種不同粒徑的多面體。
然后將iges文件分別導入到comsol內，這里建議每導入一部分后緊接著進行材料賦值操作，材料賦值完成并將該部分隱藏，然后再導入另一部分，否則可能會出現材料賦值難以選取的問題。
最后進行網格劃分、邊界條件、模擬計算等操作即可。
這里再放一張賦值不同材料后的模型：
插件下載
CAD隨機多面體3D插件
模型樣圖
隨機多面體骨料_AbyssFish.rar
展開 comsol三維多孔結構 泡沫材料 孔隙介質模型
孔隙結構
在comsol內生成球體或立方體結構的多孔材料結構：
comsol泡沫結構，泡沫球體顆粒占比80%：
建模方法
采用陣列式隨機分布，生成符合規定比例的隨機孔洞。模型采用CAD隨機孔隙3D插件生成，然后將多孔結構3D模型導入到comsol軟件內。
插件鏈接
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1890691
COMSOL孔隙-單裂隙介質注漿擴散模型 ￥40
<ul><li class="ql-align-justify">研究目的：利用COMSOL Multiphysics 軟件建立了受注礫巖層的孔隙－單裂隙介質數值模型，分析了帷幕墻的注漿效果。</li><li class="ql-align-justify">模型簡介：將注漿層位礫巖含水層視為孔隙－單裂隙介質，建立40 m×30 m 的孔隙－單裂隙介質數值模型，布置1 個注漿孔和一條單裂隙。單裂隙長度為20 m，裂隙開度為5 mm，注漿孔孔口設置為定壓力邊界，注漿孔直徑為152 mm。模型上下邊界為無流動邊界，左右邊界為定水頭邊界。</li><li class="ql-align-justify">計算參數：孔隙介質的滲透率為k = 4. 071 ×10E-12m2。礫巖物理力學性質測試實驗中得到其孔隙率為18. 5%，故數值模型中取孔隙介質的孔隙率為15%。按照現場注漿壓力的范圍，數值模型中的注漿壓力p 分別取5MPa，根據注漿層位礫巖含水層的埋深情況，模型的靜水壓力p0取2. 0 MPa。
展開 ANSYS三維梯度孔隙結構受壓模擬
ANSYS對三維梯度孔隙結構的力學分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對彈性模量、強度及斷裂韌性的影響機制，量化應力集中與失效風險，為航空航天、生物醫用等領域的結構優化提供理論支撐與方法創新。本案例介紹在ANSYS內對功能梯度孔隙材料（FGM）的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數化建模完成后將多孔結構梯度模型導出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內選擇與研究相適應的分析系統，并在幾何結構下導入梯度孔隙幾何模型。
對模型劃分網格并在分析設置中添加受壓荷載。
求解并查看計算結果。
展開 
Abaqus隨機骨料過渡區孔隙三維網格插件：Random Agg ITZ Pore 3D (Mesh) ￥998
插件介紹
Random Agg ITZ Pore 3D (Mesh) V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus內參數化建立包含水泥漿基體、粗細骨料、界面過渡區（ITZ）、孔隙在內的多相材料混凝土細觀背景網格模型。
模型說明
插件采用材料映射單元的方式，將不同相材料賦值到網格單元，實現三維混凝土細觀有限元模型。
插件建立的模型中包含5個Set，從1~5分別對應水泥基體、大粒徑骨料、小粒徑骨料、孔隙、界面過渡區。
插件通過指派五種材料，實現完整的模型，插件生成的材料屬性均為空，需要用戶自行設置或替換。
模型中的骨料及孔隙均為球體形狀，界面過渡區包裹在骨料外側。
注意，插件僅完成了幾何部件的網格劃分及材料截面指派，并未指定材料屬性、分析步、載荷等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Length、Width、Height：設置模型的長寬高尺寸，分別對應坐標軸x， y，z方向。單位全局統一即可。
Element size：單元尺寸。插件劃分立方體單元，形成體素模型，因此模型的長寬高需要同時為單元尺寸的整數倍。
Max/Min Aggregate D：大粒徑或小粒徑的球體骨料直徑尺寸范圍。
Pore D：球體孔隙的直徑范圍。
Ratio：當前組材料總體積占長方體體積的比例。
ITZ：骨料外側界面過渡區的厚度。當設置為0時，可實現無界面過渡區模型。
Margin：骨料或孔隙距離試件外表面的距離。
展開 CAD隨機球體顆粒插件 三維孔隙模型 ￥299
球體顆粒可以指定三種粒徑范圍，并可以分別定義各個粒徑所占的比例，同時插件支持球體總體積的比例控制，也就是具有控制長方體基體孔隙率的功能。
插件生成的三維球體之間及與長方體基體之間均不會發生相交，可導入ANSYS、Ls-Dyna、ABAQUS、COMSOL、Fluent等有限元軟件進行裝配操作，用于模擬多孔或孔隙介質或顆粒復合材料。
插件在生成基體部件及每一個粒徑范圍的球體顆粒時，均采用不同的CAD圖層繪制，方便使用者的后續處理及不同材料類型的分批次導入。
CAD隨機球體插件為免安裝的exe可執行文件，但需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件作為支持，插件對CAD2008~2022全面兼容。
插件具有中文界面，界面參數等信息明了易懂，同時提供人性化的運行狀態提示功能，可實時了解運行狀態。插件對異常的參數信息具有初步鑒別功能，可有效防止參數設置失誤造成的程序崩潰。
說明提醒
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。
CAD樣圖
在購買插件前可查看下列插件生成的CAD三維球體及孔隙基體的樣圖，并可嘗試樣圖導入有限元軟件的情況，如無問題可購買。樣圖參數如下：
三維隨機球體及孔隙材料樣圖CAD文件.rar
展開 基于comsol的孔隙型介質中的流體流動模擬 ￥50
提供孔隙型介質模型建立方法，孔隙型介質中流動模擬及等效滲透率計算方法，具體內容在帖子后面。
混凝土三維投料腳本，含有過渡區，孔隙
在主界面需要輸入詩歌參數，粗中細骨料半徑，孔隙半徑，孔隙體積率，過渡區半徑，骨料體積率，模型長寬高。其中三種骨料以及孔隙，互不干涉。模型如果運行沒有結果，可能是骨料體積率設定的有點大，為避免程序運行進入死胡同，長時間運行沒有結果，可以關掉重新運算一遍。程序運行完會生成8個part，砂漿，粗中細骨料以及各自的過渡區，孔隙。級配的更改在程序里有注釋，看懂后，自行更改即可。如需要此腳本，可與我聯系。wechat y205859
comsol微觀孔隙流與等效滲流模型 ￥10
提供孔隙型介質模型建立方法，孔隙型介質中流動模擬及等效滲透率轉化案例。
COMSOL建立孔隙尺度多孔介質結構模型教程
首先獲取一張多孔介質圖片，這里就以COMSOL官網教程圖片為例了。
通過軟件將png格式的圖片轉換為DXF格式文件，也就是AutoCAD支持的文件：
下一步打開COMSOL軟件建立二維模型，導入事先準備好的dxf模型，需要注意導入選項選擇【不接合】
然后通過轉換為實體命令將圖形的外側輪廓及內部孔隙分兩步轉換為實體，這里在選擇內部孔隙時可采用全選的方式更快速的選擇。
通過布爾操作與分割中的差集做差，將孔隙部位挖空。
網格劃分等后續操作：
本教程用到的CAD文件下載：
AbyssFish.rar
隨機孔隙建模軟件：
隨機微觀孔隙2D軟件
展開 COMSOL FGM模型 功能梯度材料 梯度孔隙建模教程
FGM構建
本文采用COMSOL軟件進行FGM模型的構建，以下表現三種不同形式的功能梯度材料模型：
粒徑均勻變化
雙材料擴散
變粒徑分布
建模教程
在COMSOL內建立功能梯度材料可以采用AutoCAD模型導入的方式，這里用到了CAD建模插件。
插件下載：
CAD 功能梯度材料（FGM）2D插件
COMSOL泰森多邊形Voronoi圖孔隙優化模型受力分析
Voronoi模型
在comsol內建立泰森多邊形骨架支撐網格，模型采用一般的多邊形泰森多邊形孔隙以及樣條曲邊泰森多邊形孔隙做對比研究，分析模型在承受壓力荷載下的應力分布。通過comsol的固體力學計算可看出擬圓形Voronoi孔隙支撐結構的應力分布更為合理，可有效避免應力集中現象。
建模過程
首先采用CAD Voronoi 生成插件 V2版本在AutoCAD內進行幾何模型的構建，并另存為dxf文件導入到comsol軟件內。注意導入后需要做一步差集操作以生成Voronoi孔隙形成骨架。
進入comsol建立模型，指定材料、邊界、網格等，進行力學分析研究。
這里的研究選擇瞬態，施加一致的面荷載指定單軸壓縮，最終的結果如下：
幾何建模插件
模型的建立需要用到的插件
CAD_Voronoi V2
技術支持
技術鄰淵魚
展開 comsol層流里面的多孔介質改變孔隙率不影響結果
comsol層流里面的多孔介質改變孔隙率不影響結果速度云圖不變
COMSOL三維多孔結構骨架力學分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何
幾何生成
采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內直接生成三維Voronoi，其計算參數如下：
模型生成后刪除晶格部件，并對晶粒進行一步平滑處理：
新建外部圓柱體部件，并與晶粒進行差集操作，形成多孔骨架支撐結構，同時可查看各部分的體積（MASS命令），方便進行孔隙率的計算。這里的晶粒也可用作卵石形狀集料的堆積模型。
導入COMSOL
在CAD內將Voronoi骨架模型導出為.iges格式，并導入到COMSOL有限元軟件內。
模型賦值簡單的均質材料，并通過指定位移的方式進行最基本的單軸受壓計算，應力計算結果如圖。
CAD Voronoi3D下載
建模采用了CAD Voronoi3D插件，可用于生成更為復雜的幾何模型。
插件下載鏈接：
CAD Voronoi3D
展開 COMSOL創建三維地質模型 ￥800
三維地質建模是進行仿真模擬的基礎，有助于建立反映地下地質構造的模型，目前廣泛應用于石油、礦產、城市地質、巖土工程等領域。 COMSOL Multiphysics 作為集前處理器、求解器和后處理器于一體的多物理場耦合數值仿真軟件，擁有豐富的幾何建模工具。本案例基于井位插值數據，用COMSOL軟件創建了三維地質模型，相關結果展示如下：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
