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上堂课讲到了控制结构！程序控制结构是指以某种顺序执行的一系列动作，用于解决某个问题。理论和实践证明，无论多复杂的算法均可通过顺序、选择、循环这三种基本控制结构构造出来。每种结构仅有一个入口和出口。由这3种基本结构组成的多层嵌套程序称为结构化程序。百度百科解释的很棒！相信大家在C语言里面已经了解了这些知识，那就在MATLAB中再来一遍吧。再来学习另外一种开关结构！switch语句用的场合不如if语句多！注意：开关结构运行时，MATLAB将开关表达式的值依次和各个case后面的表达式进行比较，如果是“逻辑真”，将执行相应的语句，如果是“逻辑假”，则取下一个case后面的表达式进行比较。如果所有case后面的语句均与开关表达式的值不相等，则执行otherwise后面的指令语句组。还有请大家注意这个语法和C的差异！开关表达式的形式有两种：一种是标量；另外一种是字符串。对于字符串形式，MATLAB在比较时将调用函数strcmp()，得出字符串比较的逻辑输出值，MATLAB根据该逻辑值的真假来判断是否执行该case后面的语句。什么是流程？流程简单的解释就是指事物进行中的次序或顺序的布置和安排。我们做的很多事情都有一个流程。比如你要到京东买东西就要先登录账号，然后购物，然后提交，再然后进行付费。再比如华为公司使用的BPM。这是一个流程管理软件，先处理什么事情，再处理什么事情，涉及顺序，管理思想等。只有到了一定规模的公司，你才能接触到这个概念。我们先从软件编程的角度出发来理解流程控制内容吧。那什么是流程图呢？学过C语言的同学肯定知道。复杂的编程一定要先画流程图！做个例题吧。例四：switch-case开关结构实例。通过键盘输入百分制成绩，输出成绩的等级，其中90~100分等级为A，80~89分等级为B，70~79分等级为C，60~69分等级为D，60分以下不及格。正确吗？如果不正确，应该如何改呢？先思考一下！注意！试探结构首先试探性的执行指令语句组1，如果在此语句组执行过程中出现错误，则将错误信息给保留的lasterr变量，并放弃这组语句，转而执行语句组2中的语句。若语句2执行过程中又出现错误，则MATLAB终止该结构。什么是魔方矩阵？考试时候也许会遇到哦！如何生成呢？magic函数可以来帮忙！魔方矩阵是指具有相同的行数和列数，并且在每行每列、对角线上的和都相等的矩阵。魔方矩阵中的每个元素不能相同。你能构造出任何大小（除了2x2）的魔方矩阵。这个结构用的少！而下面的结构几乎无处不在！注意！”表达式“可以是MATLAB指令产生的数组，也可以是任意给定的一个数组。循环变量从”表达式“中的第一个数值（或第一列数组）一直循环到”表达式“的最后一个数值（或最后一列数组）。注意！执行时，只要逻辑表达式为”逻辑真“（非0），就执行指令语句组，执行后再返回到while引导的逻辑表达式处，继续判断；如果逻辑表达式为”逻辑假“，则跳出循环。通常，逻辑表达式的值为一个标量，但数组也同样有效。示例讲解！例七：运用while……end循环结构实现：从键盘输入若干个数，当输入数字为零时，结束输入。求这些数字的平均值以及它们的和。如果你熟悉C语言的语法知识，那么掌握这些就易如反掌！如果忘记了，可以通过互联网来回顾！如果没有学过C语言，那么就需要在MATLAB相关书籍中学习相关内容。继续通过示例来了解这两个语句的用法吧。知识点！语言比较！学到这里请同学们再次回顾一下，C语言中如何使用if选择语句和for循环语句的啊？有什么差别呢？大家觉得哪个语言用起来方便呢？这两种语言各有各的应用场合。对于电子、通信类专业，以后在工作中都要用到。建议比较学习，有益于大家编程能力的提高！课后建议大家多编程练习，这样考试的时候就稳如泰山了。来源：通信工程师专辑

导读：随着经济全球化的快速发展，产品的开发周期越来越短，特别是汽车行业。之前一辆的仿真轮次有几轮，一轮有一两个月，现在轮次大幅度压缩，每轮也极限缩短，有些产品甚至压缩至一个月之内。如何在这么卷的时间内做好CAE，做对CAE，如何高效的做CAE，成为我们从事CAE的头等问题。一、写在文前CAE仿真分析在各行各业的进程中应用愈加广泛，尤其是汽车行业，如主机厂、零部件企业、新能源企业等。随着CAE技术的快速发展，CAE在产品开中的应用场景也越来越多，传统的一些仿真模拟方法的精度不能满足要求，如碰撞仿真、冲击、挤压、动态球击等工况，在极限载荷下结构件容易出现失效断裂，这种断裂在有些情况下是可以接受的，也是必须的（如前正碰撞过程副车架也车身连接后螺栓需要剪断，进而保护乘员安全）；但很多情况是不允许出现断裂失效，否则会出现安全问题。图1某整车正面碰撞图图2某正碰过程中副车架螺栓断裂图图3某新能源动力电池边框挤压失效图全球钢铁行业工程研究显示，新的先进高强度钢与现代工程设计和计算机辅助工程（CAE）工具的结合使用可以减少25%的车辆零部件。根据不同的碰撞载荷要求，新型的钢材发挥着重要作用。如通常使用双相或TRIP钢来确保在前部和后部压溃区结构中吸收高能量，而其他高强度钢则用于抵御侧面冲击和车顶的压溃，进而实现性能及重量的平衡。图4钢材的性能发展演变图二、GISSMO失效模型简介如何在当前更加准确的模拟出断裂情形，方法有很多种，如发展出来的各种断裂失效模型（如JC失效模型、GISSMO失效模型、MMC模型等）也在各行各业的产品开发发挥着重要作用。Gissmo失效模型是一种唯象损伤力学模型，以非线性损伤累积的方式描述材料从变形到破坏的整个过程，而不用追究损伤的物理背景和材料内部微观结构变化。由于同时考虑了材料在不同应力状态下的失效应变以及应变路径对失效的影响和非线性损伤积累方式，适用于超高强钢板材在复杂工况下的断裂行为表征。Gissmo失效模型涉及的相关理论非常多，涉及的相关参数也非常丰富，如应力三轴度、失效应变、不稳定性应变、损伤累积指数、应力退化指数、软化指数、中面失效、应变率、网格尺寸等。Gissmo失效模型是基于材料开发的一种失效模型，材料的力学性能测试及转换至关重要，如测试得到的工程应力应变如何转换成真实应力应变，以及塑性应变等；同时得到的数据如何通过硬化公式外推等等这些都是最基础，也是最重要的。GISSMO失效模型主要的相关参数有以下：1、损伤的定义金属韧性材料的断裂过程实质上是微孔洞的成核、长大、聚合及开裂的过程，此时的损伤累积D会对材料的本构关系产生重要影响，其定义如下：图5损伤定义图假设总面积S对应的应力为σ∗，有效承载面积Ŝ的应力为σ，那么：σ∗≤σ，进一步可得：σ∗=σ（1-D)由上式可知，在样件拉伸过程中，样件有效截面积S不断减小；当有效承载面积S为0时，此时的D为1，即损伤达到1时，样件断裂。损伤增量公式的推导及定义如下：在GISSMO模型中，损伤的表达式如下所示：损伤增量的表达式如下：对损伤增量进行积分后，可得总的损伤：在软件中采用的损伤增量表达式如下：上式中表示损伤增量，表示不同应力状态下的失效应变，n为损伤累积指数，表示真实的等效塑性应变增量。当损伤D为1时，材料失效，单元删除。2、不稳定性增量公式当材料开始出现颈缩时，表现出材料的不稳定性，采用类似损伤增量的关系式来表征材料的不稳定性，如下式所示。即当稳定性因子F为1时，损伤与应力开始耦合，常见的材料不稳定性主要表现为扩散颈缩和局部颈缩。上式中表示稳定性变量增量，表示不同应力状态下的材料出现不稳定性变形时的局部等效塑性应变，n为损伤累积指数，表示真实的等效塑性应变增量。3、损伤与应力耦合公式随着外力的继续加载，损伤不断增大，而宏观应力不断减小，当损伤为1时，材料失效，裂纹产生，损伤与应力耦合的关系图如下所示。从图中可以看出当材料达到临界应变后，即F=1，此时的应变即为GISSMO中的ECRIT，此时的损伤将会储存到DCRIT中；在此之后，损伤不断增大，宏观应力表现出明显的下降，刚度开始退化，当损伤达到1时，材料断裂，宏观应力为0，宏观应力与损伤的耦合表达式如下所示。图6损伤与应力耦合关系图图7损伤与应力耦合结果图三、材料试验及参数标定1、材料测试要想获得准确的Gissmo失效模型，需要进行相当多的材料试验，如准静态、动态、考虑应变率、温度、应力状态（应力三轴度）等，典型如：1）拉伸：准静态、1/s、10/s、100/s、500/s等动态（如0度、30度、45度）；圆孔、2）静态剪切（如0度、30度、45度）、静态剪切拉伸、静态缺口拉伸（如D8、D2、0度、90度）、静态中心孔等试验3）高速拉伸（如10/s、300/s）4）高速缺口（100s/1）5）直角开槽（静态+动态）、开槽剪切6）穿孔等图8GISSMO样件测试类型图2、材料拉伸测试材料样件制作及测试方法可参考《GBT228.1-2021金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》，在该标准中详细列出了多种断面样件的类型和计算方法。3、拉伸试验的数据处理方法对于试验出的应力应变曲线需要进行转换以及选择合适硬化准则外推得到符合要求的应力应变曲线，此步很关键。常用的拟合公式如下所示：（1）Ludwik模型，（2）Swift模型，（3）Hocky模型，（4）S-Hcombined模型，（5）Voce模型，（6）Hockett-Sherby模型2，（7）Stoughton-Yoon模型，4、拉伸模型标定将处理过的材料曲线代入仿真模型，通过Ls-opt进行参数标定，将标定后的参数值替换GISSMO对应参数进行仿真，如对拉伸模型进行标定后，其结果如下所示，从结果中可以看出标定后的GISSMO失效模型与试验结果一致性较好，包括断裂应变、断裂时刻等，可用于后续的产品仿真预测。图9单轴拉伸标定结果图四、GISSMO失效模型与材料失效标定公开课7月24日20时，我将在2025年仿真知识周第四期讲座做《GISSMO失效模型及仿真与试验材料失效标定》开展GISSMO知识，将会详细阐述GISSMO拉伸材料参数标定详细过程，敬请关注。请扫码报名和观看。2025知识周（四）:GISSMO失效模型及仿真与试验材料失效标定-仿真秀直播GISSMO失效模型涉及的相关参数非常多，其主要的三个公式如上所示，分别为损伤增量公式、不稳定性公式及损伤与应力耦合公式。通过总结梳理得到Gissmo专题课程如下，共48节近20小时，感兴趣的小伙伴请关注本套课程，课程目录初步如下，课程观看地址如下：（可识别下方二维码试看）https://www.fangzhenxiu.com/course/11305356/注：购买课程的可以加入专属学习交流群，同时根据需要可提供相关的学习模型，提供的学习模型仅供购买者自己使用，本课程不提供课件！整理的相关模型及干货学习资料如下。来源：仿真秀App

2020年，需要再次教本门课程，因此补充一些编程语言的历史知识。也许知道了来龙去脉，同学们会有兴趣学习。在中国，大约在1995年以前，计算机不属于平常人家。为什么？有两个原因，第一，因为那时候一台计算机的价格太过昂贵，大多数人都难以承受；第二，那时候计算机操作起来远远没有现在方便，需要专业人士来操作。普通人买回家，也没什么意义。那时候电脑里面没有啥太好玩的游戏，办公软件也少的可怜。还不如买个电视机和游戏机带来的娱乐效果强！往事随风，到了二十一世纪，没有电脑，没有网络，还能正常生活和工作吗？2023年7月，暑假在家再次备课，因为又要开讲MATLAB课程了。在这次讲课之前，我大致了解了同学们的C语言学习情况，因此会在课程中再次强调语法的差异，争取能让同学们爱上MATLAB。针对不同的专业，他们对MATLAB的使用需求是不一样的。对于电子信息工程这个专业，他们在《信号与系统》、《通信原理》、《数字信号处理》等课程里面会大量使用MATLAB，还会在数字信号处理领域扩展和深入使用。而对于通信工程专业呢？重点的使用就是在通信原理的仿真领域。专业不同，使用方向会有微小变化！很多同学在进入大学之前没有计算机使用基础，本人强烈建议在学C语言之前，就应该补学一些计算机的基础知识。如果没有，那就请在C语言的课上进行大量的补充学习，掌握计算机里面的一些基础知识，比如什么是文件、什么是操作系统等等。这些基础概念必须要有的。之前在上《C语言》课程的时候，很多学生连这些概念都很模糊，那怎么办？只能花时间去给同学灌输基础概念。奇怪的是，这些概念的空白不影响学生们的游戏沉迷！在这里呼吁大家：有节制的玩游戏是一个成年人必须具备的能力，如果不能控制好游戏时间，大学形同虚设。2023年10月，在课堂上讲的内容，录制成了视频，放在了视频号算法工匠里，也会插入到文章中，于是形成了新的系列文章，第三版来了！讲了这么多，先看看计算机的进化过程吧！下面内容大多来源于网络！我只是做了一次搬运工！学习编程语言之前需要掌握计算机基础知识！互联网上这些相关知识遍地都是，就看你愿不愿去看。大学生要学会使用互联网学习方式，这个学习方式也许会伴随我们终生。自从有了互联网，本人的学习收获之一就是从网上找到了大量资料，技术进步非常明显。希望同学们能够重视这方面，推动自身能力的增强。计算机历史！贝尔实验室！电子管到晶体管！集成电路！1995年，本人开始读大学，那时候用的是486处理器的电脑！已经是国内非常牛的电脑了！而现在呢？2010年后，计算机早就已经是寻常物件了。严格意义上来说，一部手机本质上也是一台计算机。在电脑上和手机上都能够进行编程，CPU性能也够强悍，内存容量也够大。上面也有无数个好用的APP或者软件供我们选择使用。最重要的是价格也进入了我们普通人能够承受的范围。编程语言就是伴随着计算机硬件的发展而来的。在早期计算机的体积非常大，那时候写程序是一件异常麻烦的事情。因为计算机本质上只识别“0”和“1”这两个字符，也就是只识别二进制。刚开始的时候，计算机行业的前辈们，就是直接使用“0”和“1”来进行编程的，那就是机器语言！机器语言？我也没有用过！也没有见过！那我们要学吗？时代在发展，现在无需学习原始知识，直接跳过！汇编语言！随着时间的推移，计算机行业的前辈们也意识到这一点了，直接用“0”和“1”来编写程序太麻烦了，于是就出现了“汇编语言”。汇编语言就是由一些“助记符”组成，是包含若干英文单词或者是英文单词的缩写，相比于“机器语言”，变得具有“可读性”。只是在“汇编语言”和“机器语言”之间，需要有一个“翻译工具”，将“汇编语言”翻译成为“机器语言”，然后再让计算机去执行。当年我读大学的时候就学过汇编语言，用起来真的让人觉得苦恼！！！本人用过汇编语言，那真是让人头疼！！！更新版本！未完，待续！题外话论文查重万象！为了降低查重率，学生们可谓绞尽脑汁。有人将中文参考文献先翻译成英文，再翻译回中文，表述就变了。还有些引用，因为一段话很长，可以在中间加省略号。因为系统的机械，“水论文”的学生反而查重率特别低，还有很多种套路，“有的查重率只有个位数。”为了避免查重率“压线”，一些学生尝试在引用原文时改变表述方式，在一些老师眼中，这成了学术上的“双刃剑”。现在很多学生做事很直接，有的干脆就是花钱买！好像淘宝上就能买到！这样的淘宝让人哭笑不得！无奈！！！不知道作为一名大学老师，我该怎么应对一些现象。对于从来不来上课的学生，我平时成绩都会给六十分，但是学生竟然不来考试或者来了根本不做题，你能怎么办？人生是一场修行！我时常需要平复心情！从不希望有学生挂科，但你要给老师证明你确实学了这门课。修订记录20200626完成初稿；20200715修订内容；20230706更新至v2；20231008更新至v3；来源：通信工程师专辑

导读：前不久，笔者原创文章《教你搞定“热浮力流问题”的COMSOL“布辛涅斯克近似”应用》在仿真秀官网和App进行了线上直播分享，并为读者朋友进行了线上讲解和答疑，目前可在仿真秀回放，深受用户好评。今天分享一篇COMSOL中相变能量桩段模型传热案例，预计在12月5日周一继续为大家带来直播分享可，欢迎订阅详情见后文。一、写在文前“能量桩”是一种浅层地热能的重要利用技术，目前也是近年来建筑、土木工程、绿色环保领域研究学者的热门研究方向。直接在中国知网搜索“能量桩”，显示共有178条相关的论文和成果，其中近十年的论文有174篇，占总论文数量的99.43%，近五年的论文有148篇，占总论文数量的84.57%。近年来随着相变材料的兴起，有许多研究学者更是将相变材料的概念融入到能量桩中，成为新的写作热点。本文主要参考白丽丽等人[1]于2019年发表在防灾减灾工程学报的一篇论文，结合具体的仿真和操作实际向大家展示在COMSOL中仿真一种相变能量桩段模型的详细操作步骤。二、相变能量桩段模型传热案例实操本模型在白丽丽等人[1]所提出的三维模型的基础上进一步简化几何，建立二维模型，可视为截取能量桩在特定深度和稳定传热状态条件下的一截足够薄的能量桩段，完整的几何模型如图1所示，掏空部分为换热管，深蓝色部分为相变混凝土，灰色部分为桩周土体，因为模型几何为对称几何，为了减少计算量最终只保留右上角部分进行计算。图1本模型所使用到的参数如图2所示，其中模型中的相变混凝土部分为纯相变材料与混凝土的混合物，其热物理性能参数满足如图3所示的公式。其中，R1、R2为相变混凝土相变前后不同的热物理性能参数，可视为密度、导热系数和热容。Rc为普通混凝土的热物理性能参数；Rρ1、Rρ2为相变材料相变前后不同的热物理性能参数；wt％为相变材料的质量分数。其中相变材料的融化温度为25摄氏度。图2图3换热管与桩体的接触边界为换热管所施加的温度边界，温度的变化情况满足图4。第1阶段为高温恒温阶段：温度为37摄氏度，保持24h；第2阶段为自然降温阶段：简化为线性降温过程，经过24h，由37摄氏度降为20摄氏度；第三阶段为温度稳定阶段，换热管内的温度保持为桩土初始温度20摄氏度。图4如图5所示，展示了相变材料质量分数分别为0.1时，不同时刻下模型的温度云图。在初始时刻模型的温度为20摄氏度，从图中可以看到模型经历了升温和降温的过程，其中温度变化的最为剧烈的位置是换热管的周围以及换热管的中间位置。图5如图6所示，展示了相变材料质量分数分别为0.1时，不同时刻下模型的相变云图。与温度云图的变化规律对应，最快发生相变的位置是换热管的周围以及换热管的中间位置。图6如图7所示，展示了相变材料质量分数分别为0.05、0.1和0.15时桩心的温度变化规律。温度的变化规律与白丽丽等人[1]的结果基本一致，在升温段，相变混凝图中的相变材料的比例越大桩心的温度上升越慢，在降温段，相变混凝图中的相变材料的比例越大桩心的温度下降越慢，可以看到相变材料对桩体的温度改变发挥了作用。图7如图8所示，展示了相变材料质量分数分为0.1时，能量桩横向不同位置的温度变化。图8三、我的公开课为了帮助读者朋友理解和掌握COMSOL中相变能量桩段模型传热案例实操，12月5日20时-21时，我将在仿真秀comsol流体和传热第二期公开直播《COMSOL中相变能量桩段模型传热案例实操》，欢迎广大COMSOL软件用户和学习者加入，我将尽我所学，帮助COMSOL初学者和研发工程师理解和解决流体传热仿真过程遇到的各种问题。如有不当，欢迎专家老师批评指正，共同进步，以下是我的课程安排COMSOL流体和传热-2：相变能量桩段传热案例实操与用户答疑-仿真秀直播读者福利：请在文章附件直接下载以下学习资料，如果遇到麻烦，请在文章下方留言或联系平台客服领取。以上学习资料，也已经收藏到仿真秀-CAE仿真入门学习包，大家按需下载，持续更新且永久有效，下载方法见后文。参考文献：[1]白丽丽,裴华富,宋怀博,张培龙.相变能量桩段模型传热模拟[J].防灾减灾工程学报,2019,39(04):684-690.DOI:10.13409/j.cnki.jdpme.2019.04.021.(完)作者：极度喜欢上课仿真秀专栏作者声明：部分图片和内容转自网络，如有不当请联系我们，欢迎分享，禁止私自转载，转载请联系我们。来源：仿真秀App