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孔隙結(jié)構(gòu)在comsol內(nèi)生成球體或立方體結(jié)構(gòu)的多孔材料結(jié)構(gòu)：comsol泡沫結(jié)構(gòu)，泡沫球體顆粒占比80%： 建模方法采用陣列式隨機(jī)分布，生成符合規(guī)定比例的隨機(jī)孔洞。模型采用CAD隨機(jī)孔隙3D插件生成，然后將多孔結(jié)構(gòu)3D模型導(dǎo)入到comsol軟件內(nèi)。

<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(zhì)數(shù)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(zhì)，建立40 m×30 m 的孔隙－單裂隙介質(zhì)數(shù)值模型，布置1 個注漿孔和一條單裂隙。

Voronoi模型在comsol內(nèi)建立泰森多邊形骨架支撐網(wǎng)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(yīng)力分布。通過comsol的固體力學(xué)計(jì)算可看出擬圓形Voronoi孔隙支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布更為合理，可有效避免應(yīng)力集中現(xiàn)象。

通過軟件將png格式的圖片轉(zhuǎn)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(dǎo)入事先準(zhǔn)備好的dxf模型，需要注意導(dǎo)入選項(xiàng)選擇【不接合】然后通過轉(zhuǎn)換為實(shí)體命令將圖形的外側(cè)輪廓及內(nèi)部孔隙分兩步轉(zhuǎn)換為實(shí)體，這里在選擇內(nèi)部孔隙時(shí)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。

多孔球結(jié)構(gòu)在催化、吸附及能源存儲等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。通過對多孔球的建模可實(shí)現(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)調(diào)控，揭示傳質(zhì)-反應(yīng)耦合機(jī)制，優(yōu)化材料性能。仿真可預(yù)測流體動力學(xué)行為及反應(yīng)效率，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，推動多孔材料在環(huán)境、能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立多孔球結(jié)構(gòu)模型。

泡沫金屬的建模可通過CAD球體密堆積3D插件V2.0版本實(shí)現(xiàn)，其中為確保生成模型中孔隙的連通性，球體間的最小間距參數(shù)應(yīng)設(shè)定為負(fù)值。截取模型的內(nèi)部區(qū)域作為泡沫金屬模型。 在AutoCAD中將模型導(dǎo)出為SAT文件格式后，可導(dǎo)入COMSOL軟件中，以建立具有連通孔隙結(jié)構(gòu)的泡沫金屬部件。

混凝土模型三維混凝土細(xì)觀模型的建立是進(jìn)行混凝土性能模擬的有效方法，而在comsol建模過程中隨機(jī)凸多面體骨料的生成是幾何模型的難點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)不同集配的混凝土模型。建模教程首先采用CAD隨機(jī)多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)生成所需要的三維混凝土細(xì)觀模型。

將多孔結(jié)構(gòu)草圖模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，建立孔隙部件。 在COMSOL內(nèi)新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結(jié)構(gòu)部件。 再次導(dǎo)入原孔隙模型，并構(gòu)建聯(lián)合體。

插件在四參數(shù)隨機(jī)生長的基礎(chǔ)上，進(jìn)行算法改進(jìn)，使得孔隙結(jié)構(gòu)分布更為集中，減少離散孔隙的存在，同時(shí)可采用CAD軟件將孔隙邊緣處理的更為平滑。 插件生成的幾何模型為通用的CAD格式，支持如COMSOL、ANSYS、Abaqus、Fluent等主流有限元軟件。 說明提醒 插件適用于AutoCAD2010~2024及以上版本。

本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立任意形狀的三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)實(shí)體模型。 三維模型需要在AutoCAD內(nèi)建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進(jìn)行晶格劃分。

它的核心使命是通過數(shù)學(xué)算法，快速生成具有特定幾何特性的合成多晶微觀結(jié)構(gòu)。該工具不僅支持傳統(tǒng)的 Voronoi 鑲嵌，更引入了功能強(qiáng)大的 Laguerre 鑲嵌（權(quán)重 Voronoi）算法。這意味著你不再受限于勻稱的晶粒，而是可以生成具有特定體積分布、更接近真實(shí)金屬組織的復(fù)雜模型。

梯度多孔介質(zhì)FGM模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型在AutoCAD內(nèi)建立完成后導(dǎo)出為sat格式文件。通過插件可靈活控制孔隙率、梯度、孔徑分布及最小間距約束，生成符合實(shí)際工程需求的梯度孔隙結(jié)構(gòu)。

FGM構(gòu)建本文采用COMSOL軟件進(jìn)行FGM模型的構(gòu)建，以下表現(xiàn)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(kuò)散變粒徑分布建模教程在COMSOL內(nèi)建立功能梯度材料可以采用AutoCAD模型導(dǎo)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模型構(gòu)建方法可以參考：COMSOL建立孔隙尺度多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型教程多孔介質(zhì)中的孔隙為單聯(lián)通域，無無效幾何，如果指定的孔隙率過小，軟件生成的孔隙可能非單聯(lián)通，需要將非聯(lián)通的的幾何進(jìn)行手動刪除處理。物理場采用流體流動中的層流，左側(cè)為流體入口，右側(cè)為出口，以下為流速及壓力計(jì)算結(jié)果。

<h1>軟件介紹</h1><p>AbyssFish單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件（以下簡稱軟件）可用于生成具備周期性邊界條件的單連通域多孔結(jié)構(gòu)PNG圖片，軟件可設(shè)置生成模型的尺寸、孔隙率、孔隙尺寸、孔喉尺寸等參數(shù)，并且具備孔隙形態(tài)控制功能。

013 - COMSOL基于范德瓦爾斯結(jié)構(gòu)的雙曲線超材料（僅包含模型文件，40元）基本介紹：主要內(nèi)容：根據(jù)發(fā)表在 Science 上的論文《Infrared hyperbolic metasurface based on nanostructured van der Waals materials 作者：Peining Li等》，重復(fù)了圖1b、圖1c、圖1f、圖1g；基于

多孔介質(zhì)采用AbyssFish單連通周期性邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件生成，軟件可設(shè)置孔隙率、孔喉尺寸、顆粒尺寸等信息，以生成多種多孔介質(zhì)模型，適應(yīng)不同的工程地質(zhì)條件。 采用CAD圖像導(dǎo)入插件，將生成的多孔介質(zhì)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)，并保存為.dxf文件。

插件介紹CAD隨機(jī)孔隙3D插件可用于在AutoCAD內(nèi)生成超高孔隙率的隨機(jī)孔隙。插件可以指定生成基體的尺寸信息、孔隙分布的區(qū)域、孔隙的類型、尺寸、孔隙率以及孔隙間的間距等信息。生成的孔隙模型可導(dǎo)入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內(nèi)進(jìn)行模擬計(jì)算，也可用于科研領(lǐng)域多孔結(jié)構(gòu)論文圖片的繪制。

圖：使用Simpleware FE模塊生成網(wǎng)格化的多孔結(jié)構(gòu)模型然后將網(wǎng)格化的多孔介質(zhì)模型導(dǎo)入商用偏微分方程（PDE）求解器中求解 Navier-Stokes 方程，計(jì)算絕對滲透率等基本參數(shù)。這樣的工作流程可以對真實(shí)孔隙尺度結(jié)構(gòu)中化學(xué)組分的輸運(yùn)進(jìn)行模擬。