fake_concrete_pack

文摘   科技   2024-04-09 14:24   北京  


random pack......don‘t relate it to your real world......


01 Close packing

要想配制出高品质混凝土,最好能使不同的颗粒间紧密堆积。

紧密堆积原理并不是什么新鲜玩意儿,它在粉末冶金里是最最基础、最最普通的常识......

凡涉及"颗粒"类材料的,如石子火车路基、道路土体、石料堆、垃圾堆等等,其体积稳定性都与颗粒的紧密或不紧密堆积有关。

除紧密堆积外,凡影响颗粒界面稳定性的,如水、表面活性剂、粘结剂等等,都会影响颗粒堆积体的力学和流变性能。

因此,对有粘结的颗粒堆积体而言,要想获得优异的体积稳定性,在做好物理的紧密堆积之外,还要充分考虑界面上的化学作用,如粉末冶金中的化学反应烧结即属此类。

除粉末冶金产品外,天然岩石、混凝土、三合土等等也可视作有粘结颗粒堆积体。颗粒力学现在已被广泛用于此类材料的研究中。

除完美单晶材料外,其实任何工程材料都可被视作颗粒堆积体材料;你也可以将眼见的所有材料“颗粒化”。

有关的计算软件,除商用的pfc系列,还有不少开源软件,如yade。

除固体材料外,紧密堆积问题也广泛出现在流体,特别是多相异质流体的研究中,也包括在诸如血液流动、人造软体机器人等等研究中。

随着纳米材料的不断研发,相信颗粒力学将大放异彩。了解并深入挖掘其应用,对一些实际工程技术问题的解决会有不少帮助。


02 fake_con_pack

行业内的人几乎都知道,要想做出高强HPC和UHPC,不懂紧密堆积是万万不行的;其实,紧密堆积对OPC同样重要;事实上,它在混凝土研究初期即得到重视,可不是因为现在科技进步了才发展的哟!

原来的硕士生王新曾利用Matlab做过一个小的颗粒紧密堆积程序,想用来辅助HPC或UHPC的配合比设计,能用但未开源;前年本人曾想尝试对其完善并加上AI辅助,没做到满意便出现了眼睛不给力的情况,遂作罢。

硕士生魏宇桐也想把机器学习用于HPC或UHPC的配合比设计,不过未能形成可开源的计算软件。

总之,close packing一直还是个心心念念的小东西。这两天经与GPT的反复交流和调试,暂时弄出了一个可用来展示颗粒堆积效果的python小程序, 并已将它放在开源网站上了,有兴趣的朋友可用它来进行简单教学演示或自已玩耍,算是又了了一桩小心事儿......

https://gitee.com/nernst2088/fake_con_pack.githttps://github.com/nernst2088/fake_con_pack.git

该程序可简单计算颗粒堆积体的孔隙率、密度和曲折度,同时可记录用户输入并输出所有计算结果,包括整体pack和各原材料的颗粒粒度分布。

需要说明的是,颗粒数一多,笔记本便跑不动了(需要上大的gpu才行),故对其中的计算进行了粗暴的简化处理。千万别要求它输出的图片结果(见图1)与您的想象能对上哈,看xlsx中的计算结果即可。

上传前只简单检查了一下,大体靠谱,几个算例见网站上example目录下的xlsx文件。不管能不能与你的实际混凝土配合比对上,都请不要想多。如想适合自己的应用,还需要您进一步自行研发,小部分建议已写在README中了。

因只是玩儿,故名之为fake_con_pack,不必较真儿......

图1 fake_con_pack图示意


03 LLM的好处

弄这个小程序,断断续续花了约一天多时间;这在过去完全是个impposible mission! 由此也可见LLM有多给力!

都来Hug LLMs吧,看它们冷不丁儿会给你啥惊喜~~~

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心荧随笔
闲暇记事。无聊随笔。心底萤火,无须炽然。