圆盘形三维随机裂隙网络。 使用COMSOL with Matlab接口编程。 可以直接导入COMSOL中无需CAD无需提取数据方便快捷可以直接计算。 裂隙由matlab编程生成能够生成两组不同产状的裂隙。 裂隙长度的分布律可以为确定的裂隙长度也可以为在一定范围内随机均匀分布的长度。 注释十分详细有运行的示范视频可以直接改数据生成需要的三维裂隙网格。 三维随机裂隙网络模型均为自己编程保证能够运行若有其他需求可以帮改代码 可以生成多组不同产状的裂隙最近在搞三维裂隙网络建模的时候发现传统方法要么依赖CAD软件画图累成狗要么数据导来导去容易翻车。今天分享个野路子——直接用Matlab生成圆盘裂隙扔进COMSOL全程不需要第三方工具连数据都不用导出。先看效果两组走向不同的圆盘裂隙在空间里随机分布一组南北走向倾斜30度另一组东西走向倾斜60度。每个裂隙直径可以在5-10米范围内随机厚度统一0.1米。生成效果跟撒芝麻似的想要多少组产状改个参数就行。上核心代码片段% 裂隙组1参数 dip_angle1 30; % 倾角 strike1 0; % 走向 num_fractures1 50; % 裂隙组2参数 dip_angle2 60; strike2 90; num_fractures2 30; % 生成裂隙中心点坐标 centers1 rand(num_fractures1,3)*100; % 在100x100x100区域内 centers2 rand(num_fractures2,3)*100; % 随机直径生成函数 diameters1 5 5*rand(num_fractures1,1); diameters2 8 2*rand(num_fractures2,1); % 构造裂隙法向量 n1 [sind(dip_angle1)*cosd(strike1), ... % 法向量计算 sind(dip_angle1)*sind(strike1), cosd(dip_angle1)]; n2 [sind(dip_angle2)*cosd(strike2), sind(dip_angle2)*sind(strike2), cosd(dip_angle2)];这段代码先定义了两组裂隙的基本参数重点在法向量计算。这里用到了立体几何里平面法向量的计算方法把走向和倾角转化为三维向量。直径生成用了均匀分布想要固定直径直接把rand改成固定值就行。生成完数据怎么对接COMSOL这才是重点% 创建COMSOL模型 model ModelUtil.create(FractureModel); % 批量创建裂隙几何 for i 1:num_fractures1 % 创建圆盘几何 cylinder model.geom.create(cyli, Cylinder); cylinder.set(axis, n1); cylinder.set(pos, centers1(i,:)); cylinder.set(r, diameters1(i)/2); cylinder.set(h, 0.1); % 裂隙厚度 end这里直接调用COMSOL的Cylinder对象把每个裂隙当成扁平圆柱处理。axis参数控制裂隙面方向h设成0.1就是薄片裂隙。用循环批量创建几何对象比手动建模快一百倍。圆盘形三维随机裂隙网络。 使用COMSOL with Matlab接口编程。 可以直接导入COMSOL中无需CAD无需提取数据方便快捷可以直接计算。 裂隙由matlab编程生成能够生成两组不同产状的裂隙。 裂隙长度的分布律可以为确定的裂隙长度也可以为在一定范围内随机均匀分布的长度。 注释十分详细有运行的示范视频可以直接改数据生成需要的三维裂隙网格。 三维随机裂隙网络模型均为自己编程保证能够运行若有其他需求可以帮改代码 可以生成多组不同产状的裂隙遇到大模型可能会卡上并行计算优化% 并行生成裂隙参数 parfor i 1:total_fractures % 每个裂隙独立计算方向、位置参数 worker_fractures(i) struct(center,rand(1,3)*100, ... diameter,10*rand()5,... normal,randn(1,3)); end用parfor把裂隙参数生成分摊到多个线程实测生成1000条裂隙能快3倍左右。注意COMSOL本身不支持并行建模但参数预先生成可以加速。想可视化裂隙网络Matlab里直接渲染% 绘制三维裂隙 figure; hold on; for i 1:num_fractures1 [X,Y,Z] createDisk(centers1(i,:), n1, diameters1(i)/2); surf(X,Y,Z,FaceAlpha,0.3); end % 同法绘制第二组裂隙... axis equal;这个createDisk函数是自己封装的圆盘生成工具用三个点坐标确定空间中的圆盘面。FaceAlpha参数设置透明度避免遮挡能清晰看到不同走向裂隙的交切关系。实测生成100条裂隙的模型从跑代码到COMSOL完成建模不超过20秒。代码里留了十几个可调参数包括区域尺寸裂隙组数产状分布尺寸分布类型固定or随机厚度参数随机种子固定后可复现需要改模型规模直接把num_fractures调大就行生成1000条裂隙的模型也能稳定运行。代码注释写了八百多行每个函数都有用例说明改参数的时候直接搜索#参数区就能找到所有需要调整的位置。最后扔进COMSOL计算渗流场的效果很带感裂隙网络自己会形成优势渗流通道。有视频教程展示完整流程从代码运行、参数调整到结果后处理全流程演示新手照着做半小时能上手。需要特别定制的比如非圆盘裂隙、考虑粗糙度这些改几个函数的事底层架构已经搭好了。