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.
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本研究针对浸没式电池热管理系统在静置工况下的自然对流特性展开探讨。采用新型低黏度油液作为浸没介质，设计了典型的电池热管理单元和模组。基于电池产热模型，利用COMSOL Multiphysics建立了三维数值模型，耦合求解传热与流体流动方程，并结合Boussinesq假设描述自然对流效应。通过实验对比电池在空气及油液中的放电温升，验证了模型可靠性，仿真与实测结果差异小于1.5 ℃。结果表明，随着浸没液厚度增加，自然对流逐渐增强，液体最大流速超过2.5 mm/s。液层厚度为10 mm 时，电池平均温度下降1.4 ℃，但温差由1.27 ℃增至 3.14 ℃ ... 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
本研究成功开发出一种多级梯度结构的OMI纤维膜，其特点包括由外至内纤维直径逐层递减、每层具有双峰纤维直径分布、以及有机-无机复合功能化策略。这种独特结构实现了低压阻下的高效空气过滤，并确保了长期热稳定性。该OMI纤维膜对PM0.3、PM1.0和PM2.5的过滤效率分别达到99.98%、99.99%和100%，且压阻仅为65 Pa。此外，针对压力场和颗粒过滤行为的CFD模拟结果与实验趋势一致。在250 °C热处理12小时后，该OMI纤维膜仍保持94.68%的PM0.3过滤效率和62 Pa的压阻。本研究证明了OMI纳米纤维膜在250 °C下的基础热稳定性与过滤潜力 ... 詳細を見る
在国防与科研领域应用中，通过红外（IR）成像检测各种目标至关重要，尤其在3μm至5μm的中波红外波段。目前基于非制冷碲化镉的探测器提供的分辨率比较低，因为他们的像素尺寸大于15μm。因此我们想开发使用氧化钒的红外相机。与其他类型的红外探测器相比，VOx红外探测器有以下几个优点。它的像素尺寸可以做到10μm，它们探测灵敏、快速，并且可以在室温下操作。它们的成本也相对较低，可以使用标准的微细加工技术制造。 氧化钒（VOx）红外探测器基于材料电阻随温度变化的原理工作。当VOx暴露于红外辐射时，它会吸收辐射能量，随着VOx材料温度的升高，其电阻会发生变化 ... 詳細を見る
太阳能被视为本世纪中叶能源结构的核心，其潜力巨大，仅需数分钟照射地球的能量即可满足全球一年的需求[1-3]。目前，太阳能发电主要依赖光伏技术，但其输出易受环境因素制约，稳定性不足。温差发电技术作为一种补充方案，因其无运动部件、寿命长、维护需求低及可在微小温差下运行等优势而受到关注[4]。然而，受环境与系统损耗影响，其实际发电效率远低于理论最大值[5]，如何提升其性能成为关键问题。 温差发电模块的性能强烈依赖于冷端的散热效率。本研究聚焦于温差发电系统的冷端，旨在通过对液冷板的传热流道进行拓扑优化，以提升其散热性能，进而增强发电模块的整体效能 ... 詳細を見る
本研究聚焦于混沌流与电磁热耦合机制及其在厘米级流体系统中的协同增效作用，通过COMSOL Multiphysics平台构建了介尺度C型混沌流微波加热系统的多物理场耦合模型。研究采用数值模拟重点探究C型周期性几何结构参数（周期间距Ld、通道截面纵横比W/H）对层流混合效率与电磁传热性能的影响规律。通过参数化建模实现了流体动力学、电磁场及传热场的双向耦合计算，系统揭示了混沌对流扰动与微波非均匀加热的互馈机制。 模拟结果表明：C型混沌流道通过周期性流向反转产生拉伸折叠效应，在Ld=20-30 mm范围内可实现最优混合指数（较传统结构提升42%），通过协同优化Ld=25±5 ... 詳細を見る
简介: 为了便于终端用户更容易获取到电芯内部相关的电化学参数数据，本文通过逆向拆解的方法结合电化学-热耦合模型，采用有限元仿真分析和电化学参数优化试验的方式，验证了所获取参数的精确性，并通过参数辨识的方式考虑了bruggman系数，反应速率常数和固相扩散系数对动力电池充放电性能和温度的影响，将对标锂电池的电压、温度误差范围控制在3%以内。 詳細を見る
万物互联和智能工业化发展为射频集成电路器件和光 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程 EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。传统的射频系统内部的高密度异质集成的多物理场电磁－力－热往往是弱耦合效应，两两之间是单向耦合作用。但是随着集成系统不停的小型化需求，这就对器件微型化提出更高的要求，需要进行新材料、新器件和新机理的研究。本报告将以具体微纳尺度射频 MEMS 器件为例，讨论微波集成电路新型器件 BAW 滤波器、乃至磁电天线芯片内部的电磁、微磁、力、热强相互耦合效应，以及 BAW ... 詳細を見る
本工作的主要内容是探究软包电池在充放电循环中由电池自身产热导致的温度分布以及温度对电化学反应速率的影响。模型中的电池传热模型由八个尺寸为1cm×1cm×180μm的电池微元组成，每个电池微元被视为一个均匀热源，使用COMSOL Multiphysics中的固体传热模块。电化学模型使用COMSOL Multiphysics中的电池模块，通过P2D模型计算电池的充放电过程以及反应热。每一个P2D模型对应传热模型中的一个电池微元，将电池的反应热视为电池微元的单位体积产热量。在三维传热模型的每一个电池微元中植入一个域探针，用来测量每个电池元在充放电过程中每一个时刻的平均温度 ... 詳細を見る
可微波速冻水饺作为一种冷冻多组分食品，在微波复热过程中皮料的水分损失较为严重，为解决这一问题，有必要对其复热过程中的传热传质行为进行研究。本文建立了一个以速冻水饺为多孔介质，并将电磁场与传热传质相结合的多相多孔介质模型，其中耦合了“固体传热”、“稀物质传递”和“电磁波，频域”三种物理场，并结合了麦克斯韦方程组、质量守恒方程、相变方程及能量守恒方程，以测量得到的介电特性以及热特性为输入参数，模拟了在720W的微波功率下复热速冻水饺过程中内部温度场及水分的动态分布。结果表明不同组分的食品表现出较大加热速率以及水分损失的差异，经过180秒的复热后皮料的平均温度达到90℃ ... 詳細を見る