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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井旁裂缝的发育及分布影响着仪器探测油藏描述能力的感应成像。通过实验分析井旁裂缝的规模、发育位置和产状等因素对电磁探测电阻率的影响，消除井旁裂缝带来的误差，为电磁探测提供可靠的依据，保证电磁探测的精确性，在石油勘测行业稳定发展具有十分重要的意义。本文应用COMSOL 软件AC/DC磁场三维数值计算分析裂缝在不同地层参数和几何参数时仪器的响应特性。 首先利用COMSOL软件构建由目的层和围岩组成的标准地层模型，其次加入裂缝形成复杂三维几何模型。对仪器在井眼中从上至下移动，裂缝长度从小到大变化，裂缝张开度从小到大变化，裂缝电阻率与背景对比度变化情况下的响应模拟及响应规律研究 ... 詳細を見る
本研究利用COMSOL仿真分析了欧姆加热在瘦猪肉解冻中的应用，重点探究了不同电极材质、形式、厚度及施加的场强等参数对瘦猪肉解冻效果的影响。通过电磁场与热传导的耦合模型，以解冻速率和温度分布均匀性为指标，评估不同参数下的解冻效果。研究结果显示：（1）在镍、钛、铂和不锈钢四种常用金属电极材质中，不锈钢电极在欧姆解冻瘦猪肉中有较高的解冻速率，约1.5℃/min；（2）电极形式显著影响解冻效果。在板状、片状、孔板状和针状四种电极形式中， 1.5mm厚度板状电极在28V/cm场强下能够降低冻品边缘的温度，最高温度约为6.2℃，针状电极能够改善普通板状电极与食材接触不均匀的弊端 ... 詳細を見る
摘要：磁性元器件广泛应用于开关电源系统中，例如：变压器用于电磁能量变换，起到隔离、电压变换等作用；电感器用于储能、吸收电磁干扰等作用。现如今，简单的依靠以往粗略的经验公式或者解析表达式已经不能精确的计算出实际的频率、阻抗和损耗等特性，且很难解决电感器的各类特性和体积间的优化设计。针对此问题，采用COMSOL Multiphysics 多物理场耦合仿真软件。基于案例库中电感器三维建模的案例，根据电感器实物进行三维建模，利用AC/DC磁场（mf）接口和线圈几何分析，得到了在实际工程应用中指定材料和频率范围下的阻抗、电感量、磁场强度分布、热应力和趋肤效应等参数值 ... 詳細を見る
本研究针对目前传统的单间隙磁聚集器间隙无法进一步缩小，磁场放大倍数较难有效提高的现状，基于半桥结构的MTJ传感器，设计了一种新型的双间隙磁聚集器，可以将磁聚集器的间隙宽度进一步减小，获得较大的磁场放大倍数，利用COMSOL软件和实验方法进行了研究和验证。为了对比不同类型磁聚集器的聚集放大效果，本研究基于COMSOL软件采用AC／DC模块建立了分别带有单间隙和双间隙磁聚集器结构的半桥MTJ敏感体有限元仿真模型，并改变聚集器间隙仿真得到不同参数下聚集器的放大效果。仿真结果表明，双间隙磁聚集器相较于单间隙磁聚集器而言，可以较好的提升MTJ敏感体的灵敏度 ... 詳細を見る
全球能源需求的不断增长，以及解决与日俱增的环境污染和气候变化的迫切需求，都在不断地刺激着更有效的能源获取技术。虽然在盐度梯度中发现了可提取的能量，即通过开发自然水生系统来获取蓝色能量(blue energy)，但单位面积上的能量功率(~5 W/m2)并不高。为了进一步提高能量转化效率，就不能单纯依靠吉布斯自由能(Gibbs free energy)，还应该充分利用磁场。故，探究磁场对带电纳米孔道中阴阳离子输运的影响，来启发实验取得进一步的突破。 应用了AC/DC模块和化学物质传递模块中的稀物质传递，以及对传递属性中的弱表达式进行修改。从而实现磁场 ... 詳細を見る
这项研究探讨了在高温高压环境中无线无源温度和压力传感器的多物理场分析与仿真。研究的重点在于评估电磁-热-机械耦合效应，以提高传感器在极端条件下建模的准确性。研究中使用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型进行仿真，通过射频、传热、结构力学三个模块间的多物理场耦合方程，分析并仿真传感器模型中各物理场之间的耦合关系，以定性和定量分析它们的重要性。三个模块中分别使用了电磁波，频域 (emw)、固体传热 (ht)、固体力学 (solid) 物理场接口，并用电磁热（微波加热）、热应力，固体等多物理场耦合接口来仿真器件中的多场耦合效应。 仿真结果显示 ... 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
复合型电磁轨道发射装置是轨道型电磁发射器研究的一个重要方向，复合型轨道是对轨道的内表面添加保护层，由于电磁轨道在发射时存在复杂的热量变换，轨道表面材料在吸收这些热量之后会发生脱落、气化甚至是电离等现象。为减弱在发射过程中的烧蚀现象，在轨道的表面添加保护层，使轨道内表面材料具有强的耐热性能，并且强度、韧性较好。运用 COMSOL Multiphysics® 软件仿真模拟复合轨道在发射过程中的温度、电流、应力和应变的变化。 詳細を見る
微波腔自旋电子学（Spin Cavitronics）是自旋电子学与腔量子电动力学之间的交叉领域。微波腔量子电动力学的应用之一就是利用光与物质的相互作用实现量子信息的处理，而自旋波在量子尺度下即是磁振子，是一种玻色子，磁振子与微波腔内的光子能够强耦合，实现信息在两种不同媒质中的交换。微波腔自旋电子学的一种典型的研究方法为将磁性小球置于微波腔中，通过调节施加在磁性小球上的外加磁场大小来使其与微波腔内的电磁波驻波模式（亦称为腔模）实现强耦合。这种自旋波与电磁波之间的相互作用（磁振子与光子的耦合）为自旋流的调控以及研究磁矩的非线性动力学行为提供了新的方法。在微波腔中 ... 詳細を見る
随着磁共振成像在细胞显微成像等领域的广泛应用，磁共振成像系统的微型化成为现在研究的热点之一。梯度线圈作为磁共振成像系统的核心部件，其尺寸、磁场梯度值和电感等性能将直接影响磁共振成像系统的尺寸、成像分辨率和成像时间等参数。因此，在微尺度下高性能的梯度线圈设计是磁共振成像系统微型化面临的重要挑战之一。而传统的梯度线圈设计方法如目标场法、流函数法需要通过多圈线圈近似，线圈的圈数会直接影响到该方法的计算精度，圈数越多近似的精度越高。在实践中，为了使所有路径中的相等电流流动，必须引入电流回路。这些回路中的电流产生磁场没有增强梯度磁场，反而会抵消一部分有用磁场削弱梯度线圈的效率 ... 詳細を見る