技術情報とプレゼンテーション

本文旨在通过计算流体动力学（CFD）仿真，探究双塔风冷散热器风扇不同装配方式下的散热性能差异。研究以一款典型的双塔散热器为对象，利用 COMSOL Multiphysics 软件建立详细的仿真模型，对比两种主流风扇布局策略：即制造商推荐的“同侧同向吹风”配置，与创新提出的“两侧对向吹风”配置。 在仿真建模中，首先精确复刻了双塔散热器的几何结构，包括散热鳍片阵列、热管和底座，并对风扇的流体特性进行了简化处理，将其作为具有特定压-流曲线的边界条件，而非完整的几何模型，这极大地简化了计算量。模型中，空气被视为可压缩流体，遵循 Navier-Stokes 方程和能量守恒方程 ... 詳細を見る

超声辅助解冻作为一种有前景的技术，可加速冷冻食品的回温过程，并一定程度地减少质量下降。本研究使用COMSOL Multiphysics对超声辅助回温冷冻猪肉的非稳态过程进行模拟并验证，以研究直接接触式超声回温过程中热和质量传递行为。建立了压力声学-生物传热耦合模型，以描述超声波在食品基质中的传播，同时考虑了超声能量吸收、热产生和热传导。超声辅助回温时猪肉中心温度模拟值和实验值相对误差为3.4%，证明该模型能较好地模拟回温过程；与4℃低温回温相比，接触式超声辅助回温可缩短83.72%的回温时间，表明直接接触式超声回温可以实现更快的温度上升、更短的回温时间 ... 詳細を見る

研究内容及难点：基于SARAX程序和COMSOL软件联合仿真建立了一套确定论核热耦合方法，能够模拟核反应堆中的核-热-氢扩散耦合过程，实现金属氢化物反应堆功率、温度场及氢浓度的计算。研究难点在于SARAX程序与COMSOL软件之间的数据传输以及网格映射。 在comsol中的仿真：主要针对金属氢化物反应堆进行传热以及氢扩散计算。 结果：金属氢化物中的氢会从温度高的地方向温度低的地方发生迁移，进而改变反应堆的功率分布及有效增值因子。 詳細を見る

SiC逆变模块以其高效能、高开关频率及良好的热稳定性，成为提升电动车辆动力性能和热管理效率的理想选择。如何在加速爬坡、重载运输等极端运行工况下确保功率模块的有效散热，同时严格限制寄生电感的提高，成为当前SiC逆变模块封装设计亟待解决的技术难题。本研究使用COMSOL 6.0构建了车规级半桥模块的多物理场耦合模型，采用了传热模块、AC/DC模块，重点研究了模块端子和芯片布局优化对散热性能的影响以及寄生电感抑制策略。建立三维半桥模型，集成SiC芯片、覆铜陶瓷基板、散热器等主要组件，瞬态分析模块的温度分布和变化规律，并计算功率回路的寄生电感。以热阻最小化为目标 ... 詳細を見る

1)通过COMSOL Multiphysics搭建单体锂离子电池伪二维P2D电化学模型；2)在伪二维P2D电化学模型中加入副反应的偏微分方程搭建电池电化学容量衰减模型；3)电池电化学容量衰减模型耦合传热模型搭建单体锂电池电化学-热耦合容量衰减模型；4)对单体锂离子电池电化学-热耦合容量衰减模型进行参数校正；5)将锂离子电池进行串并联，建立m并n串电池组模型，以“+”表示电池正极，“-”表示电池负极，根据平均算子方法搭建锂离子电池组寿命预测模型，给电池组模型定义相应的边界条件；6)预测电池组在不同循环条件下的容量、电化学或热性能。 本发明利用平均算子方法和边界相似性 ... 詳細を見る

新能源汽车电池热失控特征极大关系着电池的安全边界，本文通过建立单体NCM电池的一维产气反应动力学耦合三维传热几何仿真模型，对电池热失控期间的温度，膨胀力特征进行分析。在COMSOL Multiphysics中先依据电池尺寸建立电池三维几何模型，电池结构为长方体热源，不额外考虑电池极耳的发热功率，将电池视作导热系数各向同性的集总热模型，之后在几何模型的基础上建立一维副反应动力学模型，利用偏微分方程接口模块实现实现电池热失控副反应产热量的计算，最后利用固体传热模块完成电池温度与产热的耦合，并输出相对应的膨胀力数值。通过完成验证的热失控模型，针对热滥用情况中的SOC ... 詳細を見る

大直径区熔法（FZ）硅单晶（尤其是8英寸单晶）是制造绝缘栅双极晶体管（IGBT）和快恢复二极管（FRD）等高压器件的关键材料，但其生产受限于脊状断裂缺陷导致的晶体生长成品率低下。本研究以量产型8英寸(100)晶向与5英寸(111)晶向单晶为对象（后者用于研究体缺陷传播），探究8英寸区熔法硅单晶中夹杂物诱导的脊状断裂机制。通过扫描电子显微镜、能谱分析和机械化学抛光技术，我们识别出两种失效机制：表面源碳夹杂物（可能源自初始加热阶段石墨件磨损产生的碳化硅颗粒）会诱发孪晶形成，而体源微晶硅夹杂物则引发位错和裂纹。此外，我们建立了基于COMSOL的多物理场耦合数值模型 ... 詳細を見る

寒冷天气下，储罐中的液态苯酚可能因为温度降低而结冰（固化）。管道或阀门处的苯酚固化会造成化工生产中严重的安全隐患。当苯酚流动不畅会造成，化工装置因缺少物料而停车，给企业带来严重的经济损失。因此，评估储罐在寒冷天气下，何时苯酚会发生凝结，以及凝结的程度（厚度）和位置，对提升罐区的安全性能具有重要的工程价值。 设计部门需要从两个方面考虑：一个是苯酚加热的热水或蒸汽管道的直径。另一个是苯酚储罐外部的保温层厚度。在设计和建造苯酚储罐之前，希望对储罐工作状态进行数值模拟，从而为最终的工程设计提供参考。 考虑到苯酚密度，粘度和导热系数等因为温度而变化 ... 詳細を見る

高温工况下管壳式换热器的换热性能显著衰减，液膜增厚与表面张力削弱导致传热效率降低，严重制约高温热泵系统的发展。为揭示高温冷凝条件下的流动与传热机制，本文基于 COMSOL Multiphysics 6.2 建立了光管、毛细芯管和翅片管三类换热管模型，利用有限元法与计算流体力学（CFD）方法，开展多物理场耦合仿真。模型中引入 L-VEL 湍流模型与 Brinkman 多孔介质模型，并通过网格无关性验证与参数化分析，确保计算结果的准确性与普适性。 结果表明：光管存在明显的速度和压强梯度，但边界层厚、热阻大，换热效果有限；毛细芯结构均化了温度场，降低流动阻力并促进相变 ... 詳細を見る

为深入研究大型薄壁构件电火花放电加工（EDM）小孔过程中材料的蚀除机制与热应力分布规律，本研究采用 COMSOL Multiphysics 中固体传热模块和固体力学模块建立了热-力耦合模型进行分析。模型综合考虑了放电通道内的瞬态热源和料热物性随温度的变化。通过在 COMSOL 中设置瞬态高斯热流密度函数，模拟连续脉冲放电对工件表面的能量输入，并进一步追踪温度场的时空演化，模拟材料蚀除过程。结果显示温度梯度在径向与深度方向上的差异则引起了明显的热应力集中，并产生了拉应力-压应力-拉应力交替分布的规律。本文所构建的 COMSOL 多物理场仿真模型不仅能够较为准确地揭示 ... 詳細を見る