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4，進(jìn)行能量最小化，設(shè)置平板移動(dòng)速度進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。首先設(shè)置一個(gè)初始尺寸較大的模擬盒子，大小為22×5.2×10 nm3，將24個(gè)干酪根分子(如圖1所示)均勻排列至模擬盒子內(nèi)。體系設(shè)置為NVT系綜，初始溫度設(shè)置為330 K，最高溫度設(shè)置為900 K,經(jīng)過一系列的退火模擬使干酪根結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，體系達(dá)到平衡。

對(duì)于壓縮模型，我們定義了一個(gè)歷史變量，表示孔隙率α,初始化為α0>1。該變量表示基體材料與多孔混凝土之間的當(dāng)前密度分?jǐn)?shù)，并隨著壓力的增加而減小，即參考密度用αρ表示為。這個(gè)變量的演化情況為 其中，p(t)表示t時(shí)刻的壓力。該表達(dá)式還涉及初始孔隙擠壓壓力pel、壓實(shí)壓力pcomp和孔隙率指數(shù)N。

從計(jì)算區(qū)域的體積中減去顆粒的體積即可得到孔隙率。與之前的研究一樣，壓力和孔隙率之間的關(guān)系是通過壓縮到最大壓力，然后向上拉伸上壁得到的。圖1. 使用J-OCTA的RVE模型構(gòu)建的初始顆粒結(jié)構(gòu)二、結(jié)果 圖2顯示了拉伸過程中上壁所受壓力與孔隙率之間的關(guān)系。VSOP-PS 的結(jié)果（藍(lán)色圓圈）與前人的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果接近。

單裂隙長(zhǎng)度為20 m，裂隙開度為5 mm，注漿孔孔口設(shè)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(dòng)邊界，左右邊界為定水頭邊界。</li><li class="ql-align-justify">計(jì)算參數(shù)：孔隙介質(zhì)的滲透率為k = 4. 071 ×10E-12m2。礫巖物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中得到其孔隙率為18. 5%，故數(shù)值模型中取孔隙介質(zhì)的孔隙率為15%。

土體采用多孔彈性+黏土塑性，通過設(shè)置參數(shù)將其等價(jià)于MCC，需要注意的是：在設(shè)置滲透系數(shù)的時(shí)候，后面的孔隙比代表的意思是滲透系數(shù)隨孔隙比的變化，如果設(shè)置滲透系數(shù)為常參數(shù)的話，孔隙比可以是任意值，在后續(xù)的預(yù)定義場(chǎng)施加初始孔隙比即可。探頭或者土體的熱物性參數(shù)都要給：熱導(dǎo)率、比熱、熱膨脹系數(shù)。

一、問題概述與關(guān)鍵點(diǎn)在建模過程中，隨機(jī)生成加強(qiáng)骨料或缺陷孔隙的問題可以簡(jiǎn)化為在指定區(qū)域內(nèi)隨機(jī)放置圖形的問題。這個(gè)過程需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)： 填充率：填充率是指生成的圖形占整個(gè)模型區(qū)域的比例。根據(jù)實(shí)際需求，填充率可以設(shè)置為0.1、0.5或其他值。 互不干涉：生成的圖形之間不能發(fā)生干涉，否則會(huì)導(dǎo)致模型失效。因此，需要確保每個(gè)圖形的位置和大小都是合理的，以避免重疊。

頂部和底部邊界由于保持在初始溫度T0 ，所以無位移，無應(yīng)力。由此表明，結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)不僅和熱源以及結(jié)構(gòu)本身的材料屬性有關(guān)，而且還與結(jié)構(gòu)應(yīng)變率有關(guān)，這意味著結(jié)構(gòu)彈性變形的應(yīng)變率將會(huì)在一定程度上改變結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)，從而影響結(jié)構(gòu)變形。

右上角出現(xiàn)了孔隙壓力負(fù)值，查看了邊界條件，設(shè)置了四邊位移自由度為0，孔隙壓力也為0。將應(yīng)力場(chǎng)改為S11=-10e6,S22=0,S12=S33=0，重新運(yùn)行，模型運(yùn)行到200多步四秒不到依然報(bào)錯(cuò)。

當(dāng)孔隙率設(shè)置為0，那就不存在流動(dòng)現(xiàn)象，就相當(dāng)于固態(tài)；而融化區(qū)域需要流動(dòng)則設(shè)置一定的孔隙率，使液體融化流動(dòng)現(xiàn)象較全液態(tài)有所區(qū)別。

插件介紹CAD隨機(jī)孔隙3D插件可用于在AutoCAD內(nèi)生成指定孔隙率的三維長(zhǎng)方體幾何實(shí)體，形成多孔結(jié)構(gòu)。插件生成的CAD文件可導(dǎo)入Abaqus、Comsol、ANSYS Workbench、LS DYNA等有限元軟件內(nèi)進(jìn)行模擬分析計(jì)算。插件可指定帶有微觀隨機(jī)孔隙基體材料的尺寸，可設(shè)置不同的孔隙尺寸及孔隙率的大小。

初始兩類不同網(wǎng)格密度下的拉伸試樣：粗網(wǎng)格：細(xì)網(wǎng)格：相同拉伸變形下孔洞體積分?jǐn)?shù)：可以看到兩者幾乎保持一致，對(duì)應(yīng)的孔洞體積分?jǐn)?shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格無關(guān)響應(yīng)，此外設(shè)置不同的特征尺寸也可以實(shí)現(xiàn)所希望得到的裂紋寬度如下，設(shè)置不同的特征尺寸得到不同的孔洞分布（同樣的網(wǎng)格密度下）應(yīng)力分布如下：該思路設(shè)計(jì)適合大多數(shù)的型的損傷模型。

現(xiàn)在用戶可以通過基于孔隙率的凝固模型，捕捉壓室中凝固金屬的運(yùn)動(dòng)，從而在充型過程中獲得更加精確的熱量分布。 EXODUS 文件格式中的新孔隙率表達(dá)方式能夠更全面地體現(xiàn)金屬中的孔隙情況，將已分辨的收縮孔隙與金屬內(nèi)部的其他孔隙統(tǒng)一整合到一個(gè)孔隙率輸出中，從而提供更準(zhǔn)確、直觀的分析依據(jù)。3.

<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(jiǎn)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。

固體中的滲透率一般與應(yīng)力或者應(yīng)變有關(guān)系，此時(shí)固體變形將會(huì)通過影響孔隙率和滲透率，進(jìn)而影響流體的流動(dòng)，流體的流動(dòng)又導(dǎo)致孔壓發(fā)生變化，影響固體的有效應(yīng)力，達(dá)到流體和固體之間的雙向耦合。COMSOL中如何實(shí)現(xiàn)流固耦合?按照前文推導(dǎo)的公式，選用“固體力學(xué)”模塊與“達(dá)西定律”模塊。固體力學(xué)模塊中線彈性材料中的控制方程便是式(2)，還需要添加一項(xiàng)代表孔壓的影響。

過量孔隙壓力是指當(dāng)飽和土壤加載時(shí)，孔隙壓力增加超過初始狀態(tài)孔隙壓力。由于必須檢查過量孔隙壓力的演變，因此輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理（ETABLE，SADD）。 結(jié)果和討論 在下圖中，（a）顯示了粘土層頂面（路堤層下方）點(diǎn)1的沉降。正如預(yù)期的那樣，感興趣點(diǎn)的位移隨著時(shí)間逐漸增加，然后在大約第200天達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 圖（b）還顯示了點(diǎn)2（路堤中心下方粘土層中部）超孔隙壓力的時(shí)程演變。

（C3D8PT）圖4網(wǎng)格劃分結(jié)果3、分析步設(shè)置（soil）圖5 分析步設(shè)置4、邊界條件及載荷對(duì)模型施加以下邊界條件及載荷：上表面：載荷（pressure）：1，溫度邊界：50；孔隙壓力邊界：0側(cè)表面：約束位移下表面：完全固定圖6邊界條件四、計(jì)算結(jié)果模型初始條件如下：（可再CAE界面設(shè)置也可在INP文件中進(jìn)行修改）*Initial Conditions

其中，孔隙率是材料中孔隙的占據(jù)體積比，強(qiáng)度是材料的屈服強(qiáng)度，韌性是材料的斷裂韌性。GTN模型通過一個(gè)體積分?jǐn)?shù)函數(shù)（void volume fraction function）來描述孔隙率的變化。體積分?jǐn)?shù)函數(shù)與材料中的孔隙率之間存在線性關(guān)系，可以表示為：f = V_v / V_m其中，f為體積分?jǐn)?shù)函數(shù)，V_v為材料中的孔隙體積，V_m為材料的總體積。

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。

添加以上兩種材料后，便需要進(jìn)一步對(duì)混合物材料展開設(shè)置，具體設(shè)置如下圖： 3.4 多孔介質(zhì)設(shè)置此處選擇土壤區(qū)域，勾選多孔區(qū)域，對(duì)粘性阻力和慣性阻力進(jìn)行如下圖所示的設(shè)置，孔隙率選擇0.43，并進(jìn)一步勾選固體材料，進(jìn)行編輯，具體設(shè)置如下圖所示：

時(shí)間步長(zhǎng)：為讓結(jié)果穩(wěn)定、平滑，建議每個(gè)沖擊周期至少劃分 20 個(gè)時(shí)間步，因此步長(zhǎng)需滿足 2、 什么是地應(yīng)力，為什么在開挖之前要設(shè)置地應(yīng)力分析步地應(yīng)力是指在沒有外部擾動(dòng)時(shí)，地下巖土體內(nèi)部由于自重、構(gòu)造應(yīng)力、孔隙水壓力等原因形成的初始應(yīng)力場(chǎng)。