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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。

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。

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

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。

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。

插件介紹Random Porous Structure 3D - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內生成三維多孔結構，可用于兩相材料或多孔介質的模擬等。 插件可指定孔隙的分布概率、生長概率、孔隙率、平滑范圍等參數，其參數控制原理可參考四參數隨機生長法（QSGS）相關文獻。

雖然水凝膠內部也自帶孔隙結構，但其孔隙過小，使得包裹細胞進行三維培養及生物3D打印時內部的養物質傳輸及細胞代謝廢物排出不暢，致密的孔隙阻礙了細胞更好的功能化。為了提高水凝膠內細胞與外界的物質交換效率，并為細胞生長增殖提供更多空間，EFL團隊持續攻關，成功研制出了高孔隙率GelMA水凝膠（多孔GelMA，EFL-GM-PR系列）。

三維梯度多孔結構（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數在三維空間內呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結構的研究可優化傳熱傳質效率，調控流動路徑，提升能源存儲與材料性能，為復雜系統設計提供關鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內建立三維球體梯度孔隙結構模型，并進行滲流仿真模擬。

樣圖下載CAD三維多孔結構QSGS樣圖.rar

插件介紹CAD隨機孔隙3D插件可用于在AutoCAD內生成指定孔隙率的三維長方體幾何實體，形成多孔結構。插件生成的CAD文件可導入Abaqus、Comsol、ANSYS Workbench、LS DYNA等有限元軟件內進行模擬分析計算。插件可指定帶有微觀隨機孔隙基體材料的尺寸，可設置不同的孔隙尺寸及孔隙率的大小。

Lu等［23］則通過對X光衰減程度不同的NMC和CBD進行單獨掃描，構建了包括納米級孔隙分布的三維電極結構，如圖2（b）所示，進一步對孔隙分布進行了補充研究。圖2 輥壓工藝前后電極的三維結構重構（a）和納米級別下電極三維結構重構（b）1.2 基于FIB-SEM的電極微觀結構表征技術FIB-SEM技術是一種高精度分辨破壞性成像技術［26］。

首先采用CAD隨機球體插件專業版V1.3在AutoCAD內建立多孔結構三維模型，插件可設置孔隙是否穿過模型的邊界，本案例以孔隙完全位于模型內部為例。

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針對單入口、雙出口的三維內流問題，配置基于孔隙率的拓撲優化方案。 合理設置源項耦合，實現孔隙率場與動量方程的關聯。 創建并管理單元集與單元區域，以此限定優化的有效范圍。 利用目標函數變化歷程、靈敏度數據及孔隙率演變規律，分析優化的收斂性。 通過 ParaView 閾值分析與等值面功能，實現優化后外形及拓撲結構的可視化。

本案例介紹在ABAQUS內建立三維梯度功能材料多孔結構模型，并對梯度結構模型進行軸心受壓力學仿真模擬。 三維梯度孔隙結構模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型建立完成后將梯度孔基體部分導出為iges格式。

此外，三維(3D)網絡結構的構建可以實現導電填料的均勻分散，有效連接導電填料導電電子，避免MXene和rGO納米片的團聚，實現超低填料負載復合材料的顯著EMI SE。特別是設計內部孔隙結構的形態，如有序孔隙結構，可以進一步控制屏蔽性能，從而獲得獨特的電磁干擾屏蔽性能和力學性能。

泡沫金屬，又稱為多孔金屬，常見的類型有泡沫鋁、泡沫鎳、泡沫鈦等，是一種具有三維連通孔隙結構的新型工程材料。它結合了金屬和泡沫材料的優點，擁有獨特的物理、力學性能，廣泛應用于多個領域。本案例介紹在ABAQUS內建立具備連通孔隙結構的三維泡沫金屬結構模型。

這樣的工作流程可以對真實孔隙尺度結構中化學組分的輸運進行模擬。結論本項目在Simpleware軟件中生成高質量的三維模型和穩健的網格，用以模擬多孔介質中孔隙尺度的化學輸運。

檢測過程華南檢測技術團隊采用工業CT檢測完成缸體全尺寸掃描，通過三維重建完整呈現工件內部結構，精準定位孔隙的尺寸、分布位置與連通狀態，結合鑄造工藝參數完成缺陷成因分析。項目成果基于檢測數據指導客戶調整鑄造壓力與冷卻速率，最終批次產品缺陷率降低 70%，發動機缸體滲漏問題徹底解決，成品合格率大幅提升。

泡沫金屬，亦稱多孔金屬，涵蓋了如泡沫鋁、泡沫鎳及泡沫鈦等多種類型，是一種具備三維連通孔隙結構的先進工程材料。該材料融合了金屬與泡沫材料的特性優勢，形成了獨特的物理和力學性能，因而被廣泛應用于眾多領域。本案例旨在描述如何在COMSOL軟件中構建具有連通孔隙結構特征的三維泡沫金屬模型。