技術情報とプレゼンテーション

LIMCA技术是一种原位测量高温液态金属中杂质颗粒的方法。测量的原理为：在一个小孔内外设置一对电极，并且通以电流，这样可以在孔口附近形成一个电敏感区，当杂质经过电敏感区时，通过测量电压脉冲信号以检测杂质的信息。对硬质颗粒的LIMCA技术已经有了许多研究，但实际情况下有些颗粒如气泡是可变形的，这将损害LIMCA的精度。 模型使用了 COMSOL Multiphysics® 中的“层流两相流-相场”和“电磁场”模式，气泡和液态铝以相同的初始速度向相同方向运动，同时在液态导电金属中通以电流。由于流体和气泡是运动的，流动会受到洛伦兹力的影响，所以在流场中加入由电磁场计算得到的 ... 詳細を見る

方形锂离子电池结构件温升仿真 随着环境污染和能源短缺问题日益严重，新能源汽车逐渐受到人们的青睐。动力电池作为电动汽车的核心部件，其使用性和安全性与温度密切相关。过高和过低的温度都会对电池性能产生影响，严重时甚至会引发电动汽车爆炸起火事故。所以想要通过有限元软件COMSOL Multiphysics建立方形锂离子电池3D电化学-热平均耦合模型，仿真得到电池内部各组件在充放电时的温度分布情况，进而指导电池设计来尽可能的降低电池在工作时的温升。 在COMSOL软件中主要使用“电池与燃料电池模块”、“AC/DC”和“传热模块”这三个模块来实现电池温升仿真。其中 ... 詳細を見る

太阳能作为可再生能源，在未来将会有很大的发展空间。在将太阳能转化为电能的过程中，太阳能电池起着主要作用，而如何提高太阳能转换效率一直是太阳能电池研究的重要内容。目前在硅基太阳能电池中，电流密度已经接近极限，而开路电压相对极限值还有一定提升的空间，有关研究表明提高开路电压可以有效提高太阳能转换效率。本研究将肖特基接触和薄绝缘栅相结合，利用COMSOL多物理场仿真中的半导体模块研究硅基太阳能电池，建立电池二维模型，电池宽为100um，长为400um，并对光生载流子的衰减系数、pn结的掺杂浓度等进行参数分析。结果表明：当金属接触设置为肖特基接触时，电流密度相差不大 ... 詳細を見る

硫化氢是天然气中的有害成分，它的存在一方面降低了天然气中烃类气体的百分比例，使然气的工业价值降低，同时它极强的毒性和腐蚀性，威胁着钻探开发的每一个环节，常导致重大的安全事故。由于我国海上油气田资源丰富，急需一套完整的工艺及装备系统处理深、远海储藏天然气中的硫化氢，由于恶劣的海洋环境影响，需要优选出适应 FLNG 条件下的脱硫工艺、设计并优化 FLNG 脱硫反应器内部结构。经过研究，我们将络合铁脱硫工艺应用在自主研发的 FLNG 脱硫装置中。利用 COMSOL Multiphysics® ... 詳細を見る

透明导电薄膜是柔性触摸屏、太阳能电池、透明加热器等现代设备中的关键部件。基于模板法制备的透明导电薄膜没有结电阻，具有高光学透明度及低薄层电阻，特别适用于透明加热器中。这种透明导电薄膜的电学、光学性能及稳定性与其中随机金属线网络的几何结构有着紧密关联。由于随机的金属线网络尺寸小至微米甚至纳米级，只能通过高分辨率的红外显微镜研究薄膜电加热时的温度分布情况，而其中电流的分布则要通过数学方程计算。因此，需要开发一种电-热耦合模型，探究透明导电薄膜在电加热过程中的电流及温度的分布情况，分析薄膜电加热性能与金属线网络几何结构的关系 ... 詳細を見る

微纳米马达是一种能将周围环境的能量转化为自身自主运动的新型智能仿生材料，其在药物的运输与释放，低维材料的合成以及软物质研究中有着重要的应用[1]。基于自电泳的双金属棒马达是研究时间最长的一类马达，它有着与自然界中类似的自组装和群体行为的特性[2]。但是其运动机理复杂且涉及到多个物理场的紧密耦合，这就为其进一步的研究和应用带来了一定的困难。 COMSOL Multiphysics® 可以方便地进行多物理场的模拟。图(1)展示了双金属棒的自电泳机理， 由于棒两端的化学反应造成了带电离子浓度的分布不均匀，进而产生自生电场驱动马达运动。其中传质过程 ... 詳細を見る

在电磁兼容领域中，除了电磁干扰还会存在毁灭性的电磁辐射危害。其中电磁辐射对燃油危害的研究关键在于掌握射频放电的击穿特性，为研究不同频率的击穿特性，本文基于电磁场和电路理论，以飞机油箱口结构为例构建了氩气射频放电前后的等效电路模型，并简要分析了射频放电规律。根据电磁场和电路理论，飞机油箱口放电结构等效为圆柱型交流电容，等效电路的并联电阻阻值随气体的导电性能变化而变化，能有效表征气体击穿电离程度的高低。仿真研究表明，相同激励电压条件下，频率越高，气体越容易击穿，等效并联电阻阻值越低。气体击穿电离程度随频率升高存在不连续放电、连续稳定放电、积累效应和雪崩效应四种不同的放电规律。 詳細を見る

锂离子电池的充电性能受环境温度影响较大，低温条件下充电极化电压升高充电容量下降的问题一直限制了锂离子电池的发展。本文以电化学反应动力学、质量守恒、电荷守恒和能量守恒为理论基础，利用COMSOL软件建立基于LiFePO4/石墨锂离子电池的电化学-热耦合瞬态计算模型，研究了-5℃、-10℃、-15℃三个低温条件下，锂离子电池充电过程中端电压和正极液相扩散极化电压随SOC的变化规律，并进一步通过提出表征这种极化的变量Pdpe，定量分析了低温条件对正极液相扩散极化的影响，最后通过电解质盐浓度和电解质电流密度分析极化变化的原因 ... 詳細を見る

为了提高质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)的效率、延长其寿命，水管理是必须解决的问题。由于原位观测电堆内部水传递状态难度较大，研究PEMFC机理并进行建模，以此预测电堆内部水传递状态具有重要意义。 本研究利用COMSOL Multiphysics®建立了沿质子传递方向的PEMFC一维动态机理模型。模型采用多孔介质中的多相混合物传递理论描述两相流，并对催化剂层的Schroeder’s paradox进行了数学描述。模型将PEMFC划分为阳极GDL、质子交换膜和阴极GDL三个域 ... 詳細を見る

了解山地峡谷的风场特性是进行山区建筑规划、桥梁和风力涡轮机的选址等的重要前提。然而目前国内外的研究主要集中在理想化简单山体模型对应的风场特性，实际复杂山体的风场特性研究还较为缺乏。本研究利用Comsol Multiphysics 5.2软件导入高程数据并参数化曲面生成实际峡谷模型，再利用湍流k-ε接口模拟三种不同类型的实际峡谷（平行型，前窄后宽型，前宽后窄型）对应的稳态的风速场，分析并对比其风场特性。模拟结果表明，在进口风速一致的情况下，峡谷越窄的地方风的加速效应越明显，前窄后宽型峡谷内的风场较前宽后窄型峡谷内的风场更加安全。 詳細を見る