PreonLab

PreonLab简介

PreonLab是一个基于物理的模拟框架，可以用来模拟自由表面流动效应。您可以在软件中模拟流体，并通过建立网格来支持模拟。使用网格对象，可以将任何几何图形集成到仿真中。您可以将文件导入网格，或将网格文件拖到/[k0/]中以添加网格。该软件还支持刚体模拟，可以模拟刚体动力学。即动态刚体相互碰撞，也可以模拟刚体与流体的双向耦合。PreonLab包含默认使用的基于粒子的刚体解算器，特别适合模拟凹形和复杂的几何形状！

PreonLab软件功能

1.高级可视化

使用PreonLab，您可以直接渲染体积粒子数据的表面，而无需生成网格。这样，你就可以从模拟中快速创建一个漂亮的，非常适合与他人交流你的发现。PreonLab还支持基于物理的折叠和反转，从而产生壮观而真实的效果。

2.优雅地处理任何几何图形。

使用PreonLab，不需要对几何图形进行初步网格划分。所涉及的几何图形或其复杂性没有先决条件。您可以使用体积和非体积对象执行流体模拟。当使用PreonLab时，即使带有孔的重叠几何图形也不会造成问题。因此，PreonLab大大减少了模拟设置的初始工作量。

3.获得洞察力

PreonLab通过集成绘图和各种传感器，用户可以充分利用模拟数据。这包括在平面和网格上投影流体亏格、力分析、流体体积分析、路径分析、润湿分析等。

4.周转时间短

PreonLab是一个多功能工具，具有场景设置(预处理)、结果模拟和分析(后处理)功能。为了尽快解决工程问题，我们一直非常重视可用性和计算效率。独特直观的用户界面可以快速上手，大大缩短学习时间。初学者通常可以在两天内开始在其生产案例中使用PreonLab。

PreonLab软件特色

我们认为这受到三个主要因素的影响:效率、可用性和责任。

效率:PreonLab由我们基于点的流体模拟内核PREON支持。PREON背后的关键思想是避免使用人工模型和专门的模型来捕捉真实世界流体的特定种类。相反，PREON以非常快速和节省资源的方式解决了控制流体流动的基本物理方程，从而允许以前所未有的分辨率进行模拟。这开启了一系列新的模拟可能性——在工程开发和设计的早期阶段揭示新的见解。

唐珂:唐珂对专业软件非常重要。对我们来说，这不仅意味着我们必须在安全和软件质量方面达到自己的高标准，而且大多数都必须提供满足工程师期望的模拟器。可再现的模拟结果和验证是我们日常工作的重点，也是整个内部的质量要求。

可用:我们相信仿真工具可以让用户变得友好，几百个选项和参数不要设置太多。我们的目标是尽可能丰富选项，以便优化您的工作流程并最大限度地减少错误配置的机会。PreonLab大大减少了您的预处理工作，并提供了强大的后处理功能。

PreonLab安装方法

1.打开PreonLabinstaller _ windows _ v4 _ 3 _ 3.exe直接安装软件，点击下一步。

2.提示软件的安装地址C:Pgram FilesPreonLab 4.3.3

3.提示软件的其他安装设置

4.设置软件的快捷名称PreonLab 4.3.3

5.提示安装准备界面，点击安装。

6.开始安装主程序，等待安装结束。

7.如图所示，现在已经安装了PreonLab。

PreonLab破解方法

1.将PreonLab 4.3.3文件夹复制到安装地址C:Pgram Files以完成激活。

2.将fify2_SSQ.lic复制到软件的安装地址并保存。

3.软件已经激活。您可以单击许可证来查看激活。

4.提示永久解释软件被永久激活。如果提示许可证无效，请单击导入许可证文件导入许可证，并将fify2_SSQ.lic导入软件以完成激活。

5.可以点击帮助教程查看PreonLab软件的教程文档。

6.软件是英文的。如果你知道这个软件，请下载！

PreonLab教程

气压

空气压力允许模拟环境压力对流体的影响。在物体限定的区域内，力是强大的，这取决于空气和流体之间的压力差。该力是通过用虚拟空气粒子填充流体粒子的空的相邻区域而获得的。这些虚拟空气粒子具有用户定义的压力值，在计算流体粒子的压力梯度时会考虑到这些压力值。如果力的类型设置为“空气力”，则合力指向流体，而对于“真空力”，力的方向相反。

表63显示了气压物体的种类。

汽车悬架模型

在涉水模拟中，汽车移动得越快和/或涉水通道中的水位越高，对汽车移动进行精确建模就越重要。遇到水池时，车的位置、方向、速度决定了车前的波型、泼水的高度、水的位置，比如水是否流过引擎盖(如图35所示)。因此，工程师必须提供整个通道的速度曲线和汽车的准确定位和方向。考虑到后者，弹簧和减震器的轮廓起着重要的作用，因为它们显示了作用在汽车底部的力将汽车的弹簧质量向上推了多远。

图35:不使用(左)和使用汽车悬架模型(右)计算的涉水场景对比。对于汽车悬架模型的模拟，汽车前盖上没有流体，因为作用在汽车上的流体力向上推动弹簧悬挂的汽车零件，直到前减震器完全偏转。

因为弹簧和减震器的形状取决于汽车和水的相互作用，所以大多数都是事先未知的。PreonLab提供了一个所谓的半汽车悬架模型，该模型基于水施加的压力计算弹簧的挠度，并获得汽车零件相对于未悬挂零件(即汽车和车轴)在弹簧上的重新定位。。因此，汽车悬架模型可以看作是一种特殊类型的变换组，它为汽车的弹簧几何形状增加了变换。请注意，汽车悬架模型可能是可能的层次结构的一部分，例如，当汽车的整体运动由关键帧或速度曲线定义时，如图36所示。汽车悬架模型需要将汽车或车轴的几何形状连接到两个

图36:具有汽车悬架模型的场景的示例连接图。Tranor mGup_1定义了汽车和轿车的速度和方向关键帧引起的整体变换。Carpensionmodel _ 1将流体施加的力施加到连接的弹簧汽车零件上。连接插槽，这样就可以自动获得悬架计算所需的各种汽车类别，例如汽车的轴距。请参考表格。

半车悬挂模型

半车悬挂模型将汽车分为前后两部分。通过定义重量分布，您可以沿着汽车的轴距移动重心。重量分布和质心高度共同定义了质心的位置。轴距根据汽车悬架模型连接的前格栅和后轮轴格栅自动计算。表65至表68列出了正规组和悬浮组的属以及相应的亚组。

注意:如果额外的重量加到汽车上(即通过增加乘客)，必须提供调整后的几何形状，或者由额外重量引起的带有弹簧悬架的汽车几何形状的相对平移和旋转必须由转换组提供，转换组必须连接到弹簧加载汽车几何形状的Tranorm输入槽。参数输入属于确定将显示“暂停”组的哪个子组。如果设置为“统一”，车内所有弹簧属相同，请确认表67。如果参数输入设置为“PerAxle”，前后轴的弹簧可以参数化。请确认表68。不管所选参数的输入如何，其值都必须是指汽车的悬架。

表67:如果参数输入设置为“统一”，则为悬挂类别。这样，参数值将统一应用于所有弹簧。

表68:如果参数输入设置为PerAxle，悬架属于。

如果启用非线性弹簧，将显示子组“非线性弹簧”，如表69所述。

我们将实现的模型与谐振子的解析解进行了比较，一次将阻尼系数设置为0，一次将其值设置为>:0 .这些数字可以在图37中看到。它完全符合分析解决方案。

最优方法

在设置涉水场景(包括车辆悬架模型(C))时，请考虑以下先决条件和提示:

1.汽车必须安装成轴距平行于其中一个坐标轴。

2.汽车必须设置成其重力方向与轴距垂直。

图37:重力作用在汽车悬架模型上，四辆车的参数都是一样的。这些图显示了无阻尼(蓝色)和阻尼(红色)配置中簧载质量(单位:米)随时间(单位:秒)的偏转。

3.无论提供线性弹簧常数还是非线性弹簧系数，都将考虑最大弹簧压缩和最大弹簧膨胀。

4.通过将C的输出transnorm槽与引入弹簧对象的transnorm槽相连接，将定义汽车弹簧部分的所有对象(例如，车身)连接到C。因此，重新排列根据C计算的挠度..

5.将前轴的(未悬挂)部分连接到FntAxleTangleMesh插槽，将后轮轴的(未悬挂)部分连接到后轴angleMesh插槽。轴距将从连接的几何图形中自动获得。

6.将变换组(TG)添加到场景中，并将其传出的transnorm插槽连接到Car悬架模型(从而间接连接到汽车的簧上部件)，并直接连接到所有待定汽车部件的传入transnorm插槽。

7.通过在TG中创建变换关键帧来制作汽车运动动画。

固体物体

您可以使用添加→实体来添加实体。实现了不同的标准几何尝试，如长方体、长方体和球体。您可以通过文件→导入→导入网格或拖放来导入任何几何图形。PreonLab以Preon求解器的分辨率(间距)自动用粒子采样固体。固体的采样表面充当流体的界面，即采样点定义了边界条件，该边界条件包含在压力系统中。固体的速度与相应位置的固体速度相匹配。Preon solver计算固体界面和附近流体粒子之间的粒子间力(粘附力和摩擦力)。PreonLab也可用于模拟刚体动力学，包括与流体的双向耦合。更多信息，请参考第14章。注意:请确保正确设置对象的几何中心，这对PreonLab计算所需的正确固体粒子速度至关重要。

粒子极限

设置生成的边界粒子的最大数量，以防止内存的过度分配。最大值以百万粒子为单位，所以极限为1，这意味着一百万个粒子。如果超过此限制，将在消息窗口上打印警告。在这种情况下，您需要增加流体间距或该限制，以确保正确的模拟。

动态采样

在固体表面的静态和动态取样之间切换。如果禁用动态采样，PreonLab将在开始模拟(或执行其他需要边界粒子的任务)时使用粒子对实体的整个表面进行采样。如果启用，PreonLab会将实体划分为块，并且仅在必要时对块进行采样(例如，如果附近有液体)。在许多情况下，这大大减少了固体颗粒的数量，节省了内存，并且还可能减少能量(如果固体移动的话)。但是，启用此属性并不能保证动态采样的实际使用，因为PreonLab的某些组件尚不支持动态采样。在这种情况下，PreonLab将自动返回静态采样或发出警告消息。

动态粒子删除

基于通过插槽删除域到实体边界域的连接，在模拟过程中启用或禁用动态粒子删除。这只对相对于固体随时间移动的主管是必要的，根据我们的经验这是非常罕见的。请注意，该选项可能会消耗大量能量，因此请谨慎使用。如果禁用，边界实体将只删除实体和边界域之间的相对运动，而不删除该实体的粒子。此选项当前与动态采样不兼容，启用此选项将强制静态采样。

三角形网格示例

如果启用，粒子采样将在网格上进行，而不是在数学基础形状(如立方体或球体)上进行。当使用动态采样来获得最佳性能时，应启用这种类型。如果实体曲面是从网格文件加载的，则该类属不存在。

刚性

定义实体是作为脚本对象(动画对象)还是动态对象。在这种情况下，计算对象的物理特征，即重力作用于实体并与其他实体碰撞。固体也可以定义为固定的。在这种情况下，实体不会在世界空间中移动，但您可以指定对象的速度。物体将根据指定的速度与流体相互作用。这样，可以模拟移动的对象，而无需实际移动它们。

粗糙

定义实体表面的粗糙度。如果该参数为1(默认值)，则在虚拟流体膜和流体颗粒之间计算的粘度与流体-流体相互作用的粘度相匹配。通过将粗糙度设置为更大的值，可以模拟具有更大摩擦效果的表面，例如毛毡密封。

支持

控制刚体对流体的附着效应。计算力的实现模型由流体求解器的凝聚模型定义。使用潜在力模型时，附着力值是一个因素。通过将该因子乘以接触流体的内聚力，可以计算出有效内聚力。对于PairwiseForce模型，它是绝对值和值。对于这个模型，大于内聚力值的附着力将导致流体和固体之间的力比流体对流体颗粒的内聚力更强。

密度

物体的密度。与数量一起，这提高了质量。

热力学

默认情况下，不执行固体和流体之间的热力学计算。必须通过将系统类型设置为“关闭固定”来单独激活每个实体对象。请注意，固体体积内部的温度扩散或固体与空气之间的热相互作用尚未计算。

已知限制

固体中不进行热扩散。但是，对于封闭固定和关键帧，可以使用刚体作为相对于流体的可变热源(或散热器)。此外，目前假设热容量和热导率的特性是恒定的，因此它们与温度无关。

薄膜润湿

PreonLab介绍了模拟湿膜的第一步，湿膜是液膜的一个子类，即流体颗粒“附着”在固体物体表面。

这些薄膜通常比实际流体动力学模拟中使用的颗粒尺寸所描述的要薄。因此，我们引入湿膜颗粒的概念。它们位于固体表面。它们在曲面上覆盖的面积取决于Preon解算器的分辨率(间距)。然而，它们的高度，即它们所代表的湿膜的厚度，可以比Preon解算器(间距)小得多。它来源于湿膜颗粒的质量。这种粒子的质量一开始是零，但是一旦接触到流体粒子，质量就会增加，这两种粒子之间就会发生质量交换。目前这种交换只是时间的函数，但未来会被任意条件增强。