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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。

這種情況下的滲透率關系為(6)其中， 是絕對壓力 (Pa) 和 是高壓下的滲透率 (m2)，相比于分子之間的碰撞，分子與壁的碰撞與可以忽略不計。Klinkenberg 參數 (Pa) 取決于多孔介質的滲透率，我們可以在文獻中查到 。COMSOL 中的多孔介質流模塊包含了所有上述滲透率模型。

為沸石、MOF和COF開發的晶體工程方法不能直接應用于無定形固體（例如多孔聚合物），但是類似的模塊化策略已可以通過選擇適當的分子構件來控制諸如孔隙率和電子帶隙之類的功能。結構和功能的計算預測的飛速發展提供了一種策略，可以用于識別特定應用的最佳多孔材料，例如通過對假設的MOF中氣體吸附進行大規模的篩選。2004年，曼徹斯特大學的P. M.

這里采用AbyssFish四參數隨機生長2D軟件進行微觀多孔介質的構建，V1.1版本軟件通過優化改進的算法，可指定四參數隨機增長的分布概率、生長概率、孔隙率、以及孔隙尺寸特征等參數，并可進行同一參數不同孔隙率的動態輸出，方便對比研究。這里生成尺寸為寬度為2.0，高度為0.5的多孔介質模型，并將其導入到COMSOL內，多孔介質的孔隙率為70%(白色)。

（1）在二維空間中按照一定分布概率隨機布置孔隙，此分布概率須小于設置的孔隙率； （2）在二維空間中，按照一定生長概率，令分布的孔隙單元向相鄰點生長。 （3）重復上述步驟，直到生長相達到設定孔隙率時，停止生長，即QSGS 重構多孔介質模型完成。 其構建過程可參考以下流程。

除上述考慮的情況之外，還有一種完全不同的非達西定律用于處理特殊的氣體流動，即氣體分子的平均自由程與孔隙尺寸大致相同的情況。在這種情況下，氣體分子與孔道壁的碰撞比與其他氣體分子的碰撞更頻繁。這就是所謂的滑移流狀態，其典型應用范圍涉及從納米材料到氣體儲藏建模。

四參數隨機生長法 (QSGS)：（1）在二維空間中按照一定分布概率隨機布置孔隙，此分布概率須小于設置的孔隙率；（2）在二維空間中，按照一定生長概率，令分布的孔隙單元向8 個方向的相鄰點生長。（3）重復上述步驟，直到生長相達到設定孔隙率時，停止生長，即QSGS 重構多孔介質模型完成。

在圖3i和圖j中，當排列孔隙方向與emw電場之間的二面角從0°旋轉到90°時，EMI SE值下降，動態變化范圍從57.6 dB (TM@wood-0°)到27.4 dB (T-M@wood-90°)。T-M@wood-0°電導率高，羥基自由度高，且較短的電子轉移距離產生較高的電磁干擾屏蔽性能。納米纖維素具有良好的分散性和與功能納米材料的高效相互作用，可以簡單地構建宏觀結構。

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。

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）。

此外，應用最廣的可能是由 Hermann 提出的 P-a 模型，該模型中，為了區分由孔洞塌陷引起的體積變化和由基體材料的體積變化引起的體積變化，引進了孔隙度 a，它的定義為多孔材料的比容和基體材料的比容的比值;尸為壓力，它是比容、比內能和孔隙度的函數。該模型描述了多孔材料的動力壓縮特性，因此很多研究者用此作為沉積物的模型。

對于壓縮模型，我們定義了一個歷史變量，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前密度分數，并隨著壓力的增加而減小，即參考密度用αρ表示為。這個變量的演化情況為 其中，p(t)表示t時刻的壓力。該表達式還涉及初始孔隙擠壓壓力pel、壓實壓力pcomp和孔隙率指數N。

近日，哈工大材料學院隋解和教授、劉紫航教授和西安交通大學、中科院物理研究所組成的研究團隊首次利用超細晶和多孔結構的鎂銀銻（MgAgSb）基熱電材料制備了高性能熱電制冷器件，在α-MgAgSb中設計的主要由納米晶區域內的超細晶粒和隨機分布的孔隙組成的微結構，在300?K時，產生了超低的晶格熱導率0.46?W/mK，突破了估計最小值的限制，為熱電制冷性能優化提供了新思路。

插件介紹 QSGS3D V2.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus2024及以上版本軟件內基于Quartet Structure Generation Set（QSGS）隨機生長四參數生成法構建三維多孔介質雙相材料，插件可指定生成試件的長度、寬度、高度以及劃分的網格單元尺寸。

<h1>軟件介紹</h1><p>AbyssFish單連通周期邊界多孔結構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構PNG圖片，軟件可設置生成模型的尺寸、孔隙率、孔隙尺寸、孔喉尺寸等參數，并且具備孔隙形態控制功能。

功能梯度多孔材料（FGM）通過梯度調控孔隙率，實現力學性能的連續分布，其彈性模量、強度等呈均勻變化。通過建立梯度多孔結構有限元模型，解析梯度參數對應力場及失效機制的影響，突破傳統試驗限制，優化設計。該研究對航空熱防護及生物醫用仿生植入體等功能化結構具有重要價值。

糊狀區為“假”多孔介質，是液體分數介于 0 和 1 之間，每個單元中的孔隙率設置為等于該單元中的液體分數。在完全凝固區域，孔隙率等于零，速度為0。

插件介紹CAD隨機孔隙3D插件可用于在AutoCAD內生成超高孔隙率的隨機孔隙。插件可以指定生成基體的尺寸信息、孔隙分布的區域、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入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內進行模擬計算，也可用于科研領域多孔結構論文圖片的繪制。

滲流場方程由流體質量守恒方程和Darcy定律得：式中：式中：εv—為體積應變；I—介質的孔隙率；βl—孔隙流體的體積模量（Pa);t—時間（s);k—連續介質固有的滲透率（m2）；μl—流體的動力粘性系數（Pa.s）；ρl—流體密度（kg/m2);g—重力加速度（m/s2）。

一般的研究僅局限于孔隙率單一因素的影響，而忽視了孔隙的其他特征參數。AF多尺度孔隙處理軟件2D可在確保孔隙率不變的前提下，基于實際的孔隙圖像，進行孔隙的多尺度處理。 在工程實際中，一種材料的孔隙率參數易于測得，而材料的其他孔隙特征是難以測算的。針對這兩方面的問題，AF多尺度孔隙處理軟件2D采取指定孔隙率加材料圖片處理模式來進行生成多尺度孔隙圖片。