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插件介紹CAD多孔結構3D QSGS插件可用于在AutoCAD軟件內生成三維多孔結構模型，可用于數字巖心、多孔介質、多孔結構等方面的建模及模擬。 插件可指定模型的長度、寬度、高度，可構建任意幾何尺寸三維幾何模型。 多孔結構建模基于四參數隨機生長（QSGS）原理。

多孔球體結構模型采用CAD三維Voronoi劃分插件參數化建模生成。 建模的詳細操作步驟為：建立球體后采用插件實現Voronoi劃分，對生成的晶粒進行平滑處理，最后新建球體與平滑處理后的晶粒進行差集，實現多孔球結構模型。

本COMSOL案例介紹在重力作用下多孔介質中的水油兩相流模型。 多孔介質采用AbyssFish單連通周期性邊界多孔結構2D軟件生成，軟件可設置孔隙率、孔喉尺寸、顆粒尺寸等信息，以生成多種多孔介質模型，適應不同的工程地質條件。

CAD Voronoi插件采用參數化建模方式，根據設定參數隨機生成模型草圖，如對草圖生成不滿意可重新生成一份，或在原圖基礎上進行手動微調。 隨機多孔板的建模參數如下，CAD內通過實體-拉伸生成板的厚度為10 mm，建模完成后將多孔板導出為.sat格式備用。

RF 模塊還提供了其他兩個選項來計算均勻電導率：Archie 定律（用于計算充滿導電流體的不導電多孔介質的等效電導率）和混合了多種材料的多孔介質模型。 Archie 定律模型常用于模擬飽含海水、原油或其他電導率要高于土壤的流體的土壤。 多孔介質模型提供了三個選項來計算混合材料（最多包含五種材料）的等效電導率。

原理介紹插件基于背景網格的方式生成兩種材料的單元，以實現不同材料的指定。插件內置隨機孔隙生成算法，算法基于優化后的四參數隨機生長原理，進一步提高孔隙的聚集性，使模型與自然界中的孔隙結構具有更高的相似性。 模型同時可處理為刪除孔隙單元的網格部件，實現真實的孔隙效果。

模型展示 插件可基于隨機生長四參數法生成具有周期性邊界條件（Periodic Boundary Condition，PBC）的代表性體積單元（Representative Volume Elementary，RVE）模型等。 可將生成的模型創建網格部件后刪除孔隙單元來實現多孔結構并進行模擬分析。

如下圖所示，清理掉不需要的圖層內容后，在AutoCAD內建立多孔板的二維面域模型。 可在CAD內通過拉伸的方式將模型拉伸為三維多孔板，將生成的多孔板模型導出為iges格式文件。

多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。 通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。

在第一步中，定制了傳統的基于SIMP（Solid isotropic material with penalisation，固體各向同性材料懲罰模型）的拓撲優化方法，從而可以獲得由固體、空隙和多孔材料組成的優化的均質結構。第二步使用基于Voronoi結構的技術來基于來自第一步的優化密度分布生成隨機多孔結構。注意，在第二步中，多孔結構的體積由單個參數（即，單元偏移距離t c ）確定。

多孔結構模型采用單連通周期邊界多孔結構2D軟件參數化生成，模型為png格式的圖片文件。 采用CAD圖像導入插件將多孔結構模型導入到AutoCAD內轉換為CAD文件。 將CAD文件進行面域生成預處理后導出為iges格式文件，并導入到ABAQUS內建立部件。

多孔結構廣泛應用于過濾、催化、能量吸收等領域。基于Voronoi圖的方法通過調整生成點的位置和密度，控制多孔結構的孔隙大小和分布，可用于模擬自然界中的多孔介質，如泡沫金屬、骨小梁等。本案例介紹在ABAQUS內建立三維多孔材料。

在ANSYS內建立多孔結構模型可采用CAD隨機球體插件專業版參數化建立模型后再將模型導入到Workbench內實現。 具體操作步驟為在AutoCAD內將生成的多孔結構模型導出為.sat格式文件，再通過Workbench幾何結構-導入幾何模型，將模型導入到Workbench內。

COMSOL模型構建方法可以參考：COMSOL建立孔隙尺度多孔介質結構模型教程多孔介質中的孔隙為單聯通域，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通，需要將非聯通的的幾何進行手動刪除處理。物理場采用流體流動中的層流，左側為流體入口，右側為出口，以下為流速及壓力計算結果。

在COMSOL生成多孔材料可以采用CAD圖形導入的方式，在CAD內生成多孔幾何模型后導入到COMSOL中進行差集操作即可。CAD多孔模型的建立—以曲邊泰森多邊形為例1、設置好模型參數后運行CAD_Voronoi圖 V2.1.exe可直接生成CAD圖，將無用的圖層刪除后，僅保留曲邊泰森多邊形圖像，并將CAD文件另存為.dxf格式文件備用。

<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。

SpheroPAK3D一款適用于Abaqus快速生成球形夾雜和多孔材料的開源Abaqus插件，并施加周期性邊界條件，如拉伸，壓縮，簡單剪切等。基于該插件截面如圖：支持定義球形夾雜或多空模型，支持孔洞或者球形直徑的定義，邊界條件的施加，以及對應的孔洞或球形夾雜的體積分數。運行后生成夾雜物和多空RVE模型如下：生成的同時，該模型自動生成周期性邊界條件。

多孔結構由于其復雜的幾何形態和分布特性，使得其力學行為難以用傳統方法精確描述。本案例介紹在ABAQUS內建立單連通域多孔結構模型，并研究其復雜結構內部的應力、應變分布以及變形模式。 本案例中多孔結構模型采用AbyssFish單連通域周期邊界多孔結構2D軟件V1.0隨機生成，模型也可采用照片或掃描圖。

Report File表示生成一個用于存儲出口流量數據的文件，Report Plot表示窗口顯示流量曲線圖，Print to Console表示流量數據會在控制面板打印出來。