【开源】开孔泡沫结构建模/voronoi泡沫/voronoi晶体/多胞材料/维诺

注:开源分享,任何人不得将其打包对外出售等,遵从GPL协议,若在此基础上做了修改,那么修改后的代码/文章也必须开源 。
目录
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一、概念
二、建模
2.1 晶体
2.2二维泡沫
2.3三维开孔泡沫
三、其他
一、概念
开孔泡沫是一种具有许多开放孔隙的材料结构,通常由连续的固态结构和分散的气泡组成 。这种结构使得开孔泡沫具有轻质、吸音、隔热和吸能等特性 。
多胞材料( )是指用固体棱边或者固体壁面所构成的孔穴组合体,其内部含有大量空穴又具有一定胞结构,相对密度一般小于0.3,即孔隙率大于0.7 。
图,也称为狄利克雷镶嵌或泰森多边形,在自然界中无处不在,图是一种细分模式,其中分散在平面上的许多点细分为正好n个单元格,包围着最接近每个点的平面部分 。(ref:沃罗诺伊图的迷人世界 |内置 ())
关于图的生成原理,想象你在一个沙漠里,而有两口井可以取水 。如果你想去最近的井,应该去哪口井?显然,这取决于你站立的位置 。可以画一条划分沙漠的线:在线路的“左边”,去“左边”的井上更近,在线的“右边”,去“右边”的井更近 。这条线实际上就是两口井之间的中垂线,那么现在有第三口井、第四口井..那么你可以继续进行划分,于是可以得到距离每个井更近的空间 。(ref:沃罗诺伊镶嵌 () 强烈推荐初学者仔细看看这篇BLOG,非常生动形象通俗易懂):
图是一种将空间划分为不重叠的区域的方法,其中每个区域都由一个中心点和与该中心点最近的其他点组成 。在开孔泡沫建模中,算法可以用于生成具有随机或规则分布的泡沫结构 。(待补全)
二、建模
生成泰森多边形结构的方式有很多种,这里主要讨论算法生成 。
目前主流的建模方法分为/两种,但我在此分享的仅仅为其他更简单的构建方法,相对于刚开始接触此领域但没有传承的同学来说更容易上手 。
2.1 晶体
已经有了非常成熟的开源,但没有那么好上手:
①NEPER
请参照Neper:and— Neper 4.6.1
Neper是一个需要在linux环境下利用生成晶体模型的开源软件包,因此为了成功使用,需要学习linux常见调用命令、熟练安装各种依赖/组件、认真学习neper帮助文档 。以及查阅Pavel Ferkl.ofandofFoams. PhD ,ofand, 2018.
如果你是完全不懂这些的新手,我更建议考虑在linux下安装conda,再用conda安装neper,在上可以找到快捷指令 。
ps:安装linux系统,Win10 (1809 以上) 的用户可以通过终端直接使用 Linux子系统 (WSL),但没有可视化界面也就意味着对命令使用要求更高,建议按照自己的情况分别处理,win11界面进入linux系统如下:
对于命令调用,我常用的基本命令只有下面几个:
ls:列出当前目录下的文件和子目录 。
pwd:显示当前工作目录的路径 。
cd:切换目录 。例如,cd /path/to/ 可以进入指定目录 。
mkdir:创建新目录 。使用方式如下:mkdir。
rmdir:删除空目录 。例如,rmdir。
cp:复制文件或目录 。例如,cp file1 file2 会将file1复制到file2 。
mv:移动文件或重命名文件 。可以用它来移动文件或目录,也可以将文件重命名 。例如,mv file1 file2 会将file1重命名为file2 。
rm:删除文件或目录 。请小心使用,因为删除后无法恢复 。rm或 rm -r (递归删除目录及其内容) 。
其他基础学习参照
Neper 学习文档 | Wiidu