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三維梯度多孔結(jié)構(gòu)（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數(shù)在三維空間內(nèi)呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結(jié)構(gòu)的研究可優(yōu)化傳熱傳質(zhì)效率，調(diào)控流動(dòng)路徑，提升能源存儲(chǔ)與材料性能，為復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立三維球體梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行滲流仿真模擬。

總結(jié)： 建立了一個(gè)具有生理收縮模擬能力的三維心臟電阻抗仿真平臺(tái)； 結(jié)合 COMSOL 與 MATLAB，實(shí)現(xiàn)電極激勵(lì)、電壓測(cè)量與三維場(chǎng)重建的自動(dòng)化； 輸出數(shù)據(jù)包括電導(dǎo)率分布、電場(chǎng)、電流密度與電壓向量，適用于反演重建或機(jī)器學(xué)習(xí)研究。

三維地質(zhì)建模是進(jìn)行仿真模擬的基礎(chǔ)，有助于建立反映地下地質(zhì)構(gòu)造的模型，目前廣泛應(yīng)用于石油、礦產(chǎn)、城市地質(zhì)、巖土工程等領(lǐng)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(chǎng)耦合數(shù)值仿真軟件，擁有豐富的幾何建模工具。

基于密堆積算法的三維多面體重力堆積模型研究，對(duì)深入理解顆粒材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的關(guān)聯(lián)機(jī)制具有重要價(jià)值。該模型能準(zhǔn)確模擬顆粒在重力作用下的自然堆積行為，為混凝土、陶瓷等復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支撐，對(duì)優(yōu)化材料性能及指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐具有顯著意義。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立三維多面體顆粒重力密堆積模型。

多晶體模型采用三維Voronoi算法生成，試件尺寸為150×150×300mm棱柱模型，對(duì)晶格指定五種不同材料，實(shí)現(xiàn)晶格間的差異性。對(duì)試件進(jìn)行力學(xué)模擬，下側(cè)為固定邊界，限制z方向的位移，上表面通過給定位移的方式實(shí)現(xiàn)軸壓模擬。 不同晶格的楊氏模量如下圖所示。計(jì)算所得的應(yīng)力及位移云圖。

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。

下圖為電動(dòng)磁懸浮裝置的三維模型。 電動(dòng)懸浮裝置的三維模型，圖像顯示了懸浮的圓盤和兩個(gè)同心線圈（承載的時(shí)變電流方向相反）。 我們?cè)?COMSOL Multiphysics? 軟件中使用了二維軸對(duì)稱幾何來對(duì)磁懸浮設(shè)備進(jìn)行模擬。由于設(shè)備中存在時(shí)變電流和感應(yīng)渦流，所以我們選擇使用 AC/DC 模塊中的“磁場(chǎng)”接口來模擬磁場(chǎng)。

模型需導(dǎo)出為sat格式文件后，再導(dǎo)入COMSOL內(nèi)，即可完成三維圓形薄片的堆積有限元模型。 對(duì)模型批量設(shè)置材料。 或?qū)δＰ头峙螌?dǎo)入后分別賦值不同材料類型。 可對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，完成后續(xù)的模擬分析。

效果如下所示（分別用用戶自定義大小網(wǎng)格和四面體自由網(wǎng)格組成）在研究部分中配置如下（兩個(gè)端口則需要配置兩個(gè)邊界模式分析條件，并根據(jù)入射光纖有效模式折射率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)所需要檢測(cè)的頻率用以模擬監(jiān)測(cè)）：結(jié)果后處理：在結(jié)果分析中，我們?cè)O(shè)定好三維截圖面（本例中選擇XZ面）進(jìn)行多切割視角（本例切割為3）隨后選擇表面并錄入電磁場(chǎng)電場(chǎng)模的表達(dá)式以構(gòu)建圖，如需進(jìn)行立體呈現(xiàn)的話，則在多切割表面菜單下勾選變形即可實(shí)現(xiàn)立體的呈現(xiàn)視覺效果

參考文獻(xiàn)[1] 李柯柯，徐穎，李金寶等.基于COMSOL的多孔介質(zhì)熱-流-變形耦合數(shù)值模擬[J].當(dāng)代化工，2022,51(02):441-445.[2] 尹紅球，陳滔.基于COMSOL Multiphysics軟件的回采工作面開挖模擬模型優(yōu)化[J].煤炭技術(shù)，2020,39(11):50-52.

可對(duì)三維重建后的混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并完成后續(xù)的仿真模擬。

在上述示例中，如果石英盤的厚度方向取向是沿 COMSOL Multiphysics 中的 Y 軸，那么同樣的 AT-切就需要用 35.25° Euler 角 β 來進(jìn)行表示。值得注意的是，AT-切這一術(shù)語沒有提供任何關(guān)于三維石英晶體的空間方位的明確信息。相反 AT-切描述的是與石英盤厚度方向一致的晶體取向。

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。

打開COMSOL軟件，在幾何菜單下選擇導(dǎo)入三維CAD文件，選擇剛剛保存的.dwg文件，并將要導(dǎo)入的對(duì)象更改為曲線和點(diǎn)，可選擇合并曲線對(duì)象。構(gòu)建對(duì)象，這樣三維的線就導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)了。下一步我們將長(zhǎng)方體的基體材料也導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，其實(shí)這一步也可以在COMSOL中直接建模完成。還是選擇導(dǎo)入，選擇剛剛保存的.sat文件，在這里要導(dǎo)入的對(duì)象需要選擇實(shí)體。

AC/DC 模塊最常見的用途之一是模擬電磁線圈及其與周圍環(huán)境的相互作用。今天，我們將研究在對(duì)線圈進(jìn)行建模時(shí)需要牢記的一個(gè)關(guān)鍵概念：閉合電流回路。如果你的工作涉及線圈建模，通過這篇文章，你將對(duì)這個(gè)主題有一個(gè)全面的了解。如何在 COMSOL Multiphysics 中模擬基本線圈讓我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)線示例開始。如下圖所示，一根導(dǎo)線彎曲成一個(gè)環(huán)并連接到一個(gè)恒定的電壓源——電池。

本案例提出一種新的電遷移仿真建模方法，通過COMSOL多物理場(chǎng)軟件建立了經(jīng)典三維Cu互連線結(jié)構(gòu)。通過有限元仿真得到三維互連線的溫度、電流密度和應(yīng)力分布，獲得了更優(yōu)的數(shù)據(jù)仿真結(jié)果。仿真模型如圖1所示。仿真結(jié)果如圖2所示。

最近有很多同學(xué)聯(lián)系我，問到如何數(shù)值模擬三維隔震支座。假期加個(gè)班，做個(gè)算例分析。1. 包含的內(nèi)容（1）算例模型命令流（2）三維隔震支座命令流（3）計(jì)算過程excel文件（4）建筑隔震橡膠支座規(guī)范（5）常用隔震支座的設(shè)計(jì)參數(shù)2.

多孔結(jié)構(gòu)傳熱模擬涉及對(duì)多孔介質(zhì)內(nèi)部復(fù)雜的熱量傳遞過程進(jìn)行建模和分析，這類模擬對(duì)于優(yōu)化材料設(shè)計(jì)、提高能源效率以及解決環(huán)境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立全連通多孔結(jié)構(gòu)幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進(jìn)行多孔結(jié)構(gòu)的傳熱仿真模擬。

考慮到這些，我們可以創(chuàng)建一個(gè)等效于三維模型的二維軸對(duì)稱計(jì)算模型(圖2)。圖2.相當(dāng)于三維模型的二維軸對(duì)稱模型。顯示的是默認(rèn)網(wǎng)格。 此外，我們還考慮了施加的熱通量大小的瞬時(shí)變化的情況；在 t=0.25s 時(shí)，它的值變得較低。載荷的這種階梯式變化應(yīng)該通過使用事件 接口來解決，如 COMSOL 知識(shí)庫中關(guān)于 求解包含時(shí)變載荷階躍變化 的模型一文所述。