研究開発におけるマルチフィジックスシミュレーションの具体例

さまざまな業界のエンジニア, 研究者, 科学者がマルチフィジックスシミュレーションを使用して革新的な製品の設計とプロセスを研究および開発しています. COMSOL カンファレンスで発表したテクニカルペーパーやプレゼンテーションからインスピレーションを得てください. 以下の選択項目を参照するか, クイック検索ツールを使用して特定のプレゼンテーションを検索するか, アプリケーション領域でフィルタリングします.


COMSOL コンファレンス 2020 論文集を見る

2019 - Allx

COMSOL在页岩气开采中的应用

崔光磊 [1], 石兴凯 [1], 蒋传忠 [1], 刘张浩 [1],
[1] 东北大学

“页岩气革命”使美国成功摆脱了对他国能源的严重依赖,目前我国页岩气的勘探开发也已取得了突破性成果,但是随着页岩气的开发,仍存在三大问题困扰着科学工作者和现场工程师:(1)页岩气开发过程中的渗透率演化规律尚未摸清;(2)在产气过程中,页岩气在产量上往往呈现出不确定性;(3)缺乏针对页岩气进行历史拟合和产量预测的数学工具。针对以上三个主要问题,我们定义非常规储层固有渗透率的演化是裂隙和基质之间物质传输和应力传递的结果,并建立了离散体模型研究孔隙变形与流体流动之间的耦合作用;以此为基础,我们建立双基质双重孔隙介质模型(连续介质模型)研究页岩基质变形与流体流动之间的耦合关系 ... 詳細を見る

基于COMSOL微波破岩机理研究

于洪雯 [1], 郑旭 [1], 郑旭 [1],
[1] 东北大学

微波加热技术现已广泛应用于岩石工程和地下工程等领域,例如岩石粉碎、非常规油气开采等领域。国内外学者也对此进行了大量的研究,但是微波破岩机理尚不明确,特别是微波照射下不同矿物成分相互作用机理不明确。微波破岩是一个电磁-热-力相互耦合过程。本项研究借助于COMSOL的RF模块、固体力学模块、固体传热模块及COMSOL with Matlab。建立了不同尺度的数值计算模型。在大尺寸模型中揭示了微波照射时间与温度的关系,并与试验结果对比。在小尺度模型中,研究微波照射下不同矿物的破坏机理,相关研究成果已撰写一篇SCI论文(审稿中)。 詳細を見る

双针热脉冲系统

刘刚 [1],
[1] 中国农业大学

When a dual probe heat pulse (DPHP) sensor is installed near the soil-atmosphere interface, the basic assumptions of the infinite line heat source (ILS) model and its improvement, the infinite line heat source model with an adiabatic boundary condition (ILS-ABC), might not be satisfied ... 詳細を見る

隔声罩插入损失分析

魏逸飞 [1], 安留学 [1],
[1] 山东省淄博市张店区新村西路266号山东理工大学

隔声罩可将声源封闭在罩内,以减少向周围的声辐射,因此广泛应用于各类设备的噪声控制。对隔声罩隔声性能进行分析计算,对后续隔声罩优化设计具有重要的指导意义。 以插入损失为评价指标,基于COMSOL和MATLAB软件,采用根据插入损失定义模拟隔声罩安装前后罩外一点处声压级得到插入损失的方法,对某一隔声罩隔声性能进行计算,首先在MATLAB软件中编辑插入损耗计算公式对隔声罩的插入损耗进行理论计算,而后利用COMSOL软件在声学模块中对隔声罩进行仿真分析,通过施加域点探针得到罩外特定一点处的声压级,从而得到相应的隔声罩插入损耗数据并绘制插入损失曲线,最后进行实验 ... 詳細を見る

面向工程三维瞬态热传导反问题的快速求解策略

叶湘 [1], 杨青青 [2], 罗玖 [2], 衡益 [3],
[1] 中山大学化学工程与技术学院,珠海市,广东省,中国
[2] 中山大学材料科学与工程学院,广州市,广东省,中国
[3] 中山大学数据科学与计算机学院,广州市,广东省,中国

通讯作者:衡益,邮箱:hengyi@mail.sysu.edu.cn 热传导反问题已广泛应用于如航空航天工程、机械加工、化学工程、冶金等工程领域。数学不适定性使其很难快速稳定求解。我们近年来进行了一系列相关研究[1-5]。与传统的基于优化的方法不同,本工作针对薄板上三维瞬态热传导反问题,即通过薄板加热面上的温度测量信息估算上表面的瞬态热流分布,提出了两步直接法。基本思路是通过重构Dirichlet边界条件将该反问题转化为易于求解的正问题,以获得近似解。此外,我们提出了基于后验误差的时空自适应网格细化离散策略进一步提高计算效率。本工作采用COMSOL ... 詳細を見る

饱和冻土水热耦合数值模拟与试验验证

李智明 [1],
[1] 哈尔滨工业大学

冻融循环引起的破坏是季节冻土区渠道的主要病害,其发生与温度梯度和水分迁移有密切的联系。为了研究冻融循环作用下土体温度变化与水分分布,多场耦合理论应运而生。但目前存在的多场耦合模型大多采用了过多的参数,其中的一些参数甚至难以确定。因此本文基于Harlan流体动力学模型,以温度和孔隙率为变量建立了一个实用的多场耦合控制方程,然后采用COMSOL Multiphysics中的数学模块中的系数型偏微分方程(PDE)对土体温度场和水分场进行模拟,并与室内水分迁移试验进行对比,证明了该耦合模型的有效性。最后以北部引嫩工程渠道为例,建立模型试验,所得试验结果与模拟结果也是十分接近。 詳細を見る

Re-design impressed current cathodic protection for an offshore platform with biofouling in seawater

王巍 [1],
[1] 中国海洋大学

The re-design of the offshore platform in service for impressed current cathodic protection (ICCP) could remarkably solve the corrosion problems of potentially catastrophic environmental and financial consequences. A finite element model (FEM) of the offshore platform with biofouling is ... 詳細を見る

激光闪射法测量碳化硅复合包壳的数值模拟

Wenjie Li [1], L. Vladhovic [2], Tsvetoslav Pavlov [2],
[1] Science and Technology on Reactor System Design Technology Laboratory, P.O. Box 502, 610213 Chengdu, China
[2] European Commission, Joint Research Centre Karlsruhe, P.O. Box 2340, 76125 Karlsruhe, Germany

本文介绍利用COMSOL传热模块对激光闪射法(Laser Flash Method)测量具有环形结构的碳化硅复合包壳的瞬态传热过程,进而获得对标准激光闪射法估算热扩散率/热导率的几何修正系数和温度修正系数。 碳化硅复合包壳由多层的单质SiC陶瓷基体、SiC纤维编织层组成。碳化硅复合包壳在高温蒸汽中抗氧化性远远优于锆合金,因此被视为未来核电站燃料棒包壳的理想解决方案。为了开展碳化硅复合包壳的性能分析,需要使用激光闪射法获得其在500K~1800K温度范围的热扩散率。问题在于,激光闪射法标准(ASTM E1461-13)规定的样品形状为薄圆片 ... 詳細を見る

随钻伽马对方位测量的影响及校正方法研究

蒋必辞 [1], 蒋必辞 田小超 汲方林 张鹏 丛琳 王盼 [2],
[1] 中煤科工集团西安研究院有限公司
[2]

地质导向对煤矿井下定向钻进意义重大,而随钻伽马测井是地质导向的重要参数。随钻伽马测井仪既能测量钻孔轨迹,又能测量地层放射性以判断地层的岩性。由于轨迹测量的测斜仪采用磁感式传感器,而伽马探测器为软磁性材质,因此伽马探测器影响测斜仪的方位测量精度。本文从轨迹测量的基本原理出发,利用COMSOL有限元分析伽马探测器对测斜仪周围磁场的影响,并在实验室进行实际测量验证,提出利用GRNN神经网络建立影响校正模型,对其影响进行校正,取得较好应用效果。 詳細を見る

分段式电磁感应加热牵伸辊筒涡流分布规律的仿真研究

李慧 [1], 宫海钰 [1], 王晓东 [2],
[1] 北京服装学院 信息工程学院 北京 中国
[2] 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院 北京 中国

本课题针对“三河市汇诚光机电有限公司”生产的热牵伸辊存在的加热线圈易烧断问题进行了理论分析和软件仿真,从理论上分析了磁场和涡流的分布规律,并基于电磁场与温度场耦合计算方法,对设备的温度分布进行研究,最终通过磁场与温度场耦合计算方法,模拟计算热辊电磁加热条件下的涡流分布与传热。通过COMSOL Multiphysics建立热牵伸辊二维和三维物理模型,进行了多物理场设置,边界条件的设定和材料参数的选定,用有限元法计算热牵伸辊在不同材料下的不同部位的磁通密度模、感应电流(涡流)以及热功率和温度,讨论了辊筒和线圈的热量分布,分析了热牵伸辊线圈寿命短的原因 ... 詳細を見る