COMSOL带有ITZ的纤维骨料泡沫混凝土细观密堆积三维模型

本案例介绍在COMSOL内通过CAD模型导入的方式建立包含多面体骨料、圆柱体纤维、球形泡沫及立方体颗粒等在内的三维混凝土细观模型。所有实体颗粒均采用密堆积算法生成，能最大限度的提高颗粒占比且符合混凝土实际工程中颗粒的分布状态；颗粒外侧均带有界面层（ITZ）部件，可有效模拟混凝土中粗颗粒与砂浆基体之间的薄弱粘结层。

— 图 1：COMSOL三维带有ITZ的多面体骨料圆柱体纤维球形泡沫立方体颗粒混凝土细观模型

三维混凝土颗粒堆积细观模型采用CAD颗粒密堆积插件3D参数化生成，模型生成后需要在AutoCAD内将水泥砂浆基体、球体泡沫、圆柱体纤维、多面体骨料、立方体颗粒及界面层（ITZ）分别导出为.sat格式文件，以备后续导入COMSOL时可批量操作。

— 图 2：CAD颗粒密堆积插件3D建立复杂混凝土细观模型

在COMSOL内新建三维模型，选择研究所需的物理场，在几何菜单下选择导入，分别导入预先保存的sat文件，建立三维混凝土细观模型。

— 图 3：CAD三维混凝土模型导入COMSOL

将导入后的混凝土细观模型中不同部件分别设置相应的材料。

— 图 4：COMSOL纤维骨料泡沫混凝土细观3D材料设置

当前模型中每种形状的颗粒只设置了一组粒径，如需设置骨料呈现连续级配的混凝土模型或多种不同尺寸及属性的纤维可在使用插件建模时添加任意多组不同的颗粒参数。

— 图 5：COMSOL三维纤维骨料泡沫混凝土细观细节展示

将模型划分网格后，可根据研究的需要完成后续的仿真模拟等操作。

— 图 6：COMSOL纤维泡沫骨料ITZ混凝土细观网格划分

🎉 完成建模！

可下载链接末尾的CAD样图模型进行导入测试。

https://www.jishulink.com/post/2003419

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