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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激光加热金属的热传导行为是传热应用的重要研究内容。镀有薄层金(~50 nm)的玻璃片作为表面等离子共振显微成像的传感芯片,能够用于绘制镀金玻片在汇聚激光加热下,由于温度升高而引起的金膜/水界面的折射率异相分布图像。为了研究金膜表面微小区域内的温度变化在三维空间中的分布,以及随时间的热扩散规律,我们利用传热(heat transfer)模块中的固体传热物理场建立了玻璃/金/水模型,模拟了镀金玻片表面经红外共聚焦激光加热过程中三相介质间的热扩散场分布,并与实验结果比较。其中,将玻璃和水两个域之间的界面设定为金薄膜,在物理场中采用薄层(thin layer ... 詳細を見る
一个疫苗冷链运输箱。利用COMSOL Multiphysics 软件的CFD模块对模型进行仿真,利用冷冻至-8℃的冰盒使疫苗冷链运输箱维持在2~8℃。固体冰发生相变,从而产生冰由固体到固液混合再到液体的过程。在这一过程中,可以观察到融化界面、流体域中的速度分布、温度分布。 几何模型:长方体固体冰被塑性材料(简化成薄层)包覆,竖直置于疫苗冷链箱内进行熔融过程。 边界条件:空气域:环境温度Tamb=293.15[K],相变材料:T= 265.15[K],即冰的初始温度; 物理场接口:层流、流体传热 物理模型:1.流体设置中,为观察到冰盒内流体由温差及自然对流引起的流体流动 ... 詳細を見る
聚合物材料本身为热的不良导体,热导率仅为0.2~0.5 W/(m·K),因此需要添加导热介质形成聚合物复合材料来提高其导热性能。然而目前聚合物复合材料的有效热导率仍低于导热填料(如 碳纳米管)理论值的几个数量级。为进一步提升聚合物复合材料的热导率,本文从聚合物成型加工流场调控角度出发,研究不同流场条件下填料形态的演变及其对复合材料有效热导率的影响规律。具体以聚碳酸酯(PC)为基体,多壁碳纳米管(MWCNTs)为导热填料,采用COMSOL Multiphysics和Matlab联用建立了填料随机分布于基体内的复合材料模型。通过调控填料的取向度、长度以及基体 ... 詳細を見る
铁芯电抗器作为电力系统中重要的基础设备之一,具有漏磁小、节省空间等优点,因此在新能源和城市配电系统中得到广泛应用。但其运行中产生的噪声严重污染周边环境,而且电抗器振动过大对其自身正常运行也会构成威胁。本文在磁致伸缩效应和麦克斯韦方程相关理论研究基础上,采用COMSOL Multiphysics®多物理场仿真软件,通过AC/DC模块、声-固模块对三相电抗器铁芯的振动噪声进行研究。首先从多物理场耦合的角度,定义瞬态计算条件,然后在瞬态磁场的基础上加上声场和固体力场来建立三维物理模型,最后通过多物理场的耦合计算,得到电抗器铁芯振动位移和声压场分布 ... 詳細を見る
Perfect absorbers have been intensely studied in recent years because of the fundamental physics and application potentials in many areas such as cloaking, detectors or communication [1, 2]. To achieve absorber working in the terahertz (THz) range, various devices composed of noble metal ... 詳細を見る
复合无间隙氧化锌避雷器是保护电力系统中各种电气设备安全稳定运行,免遭操作过电压和大气过电压侵害的重要装置。而其外部硅橡胶绝缘材料长期承受不均匀电场,导致外部绝缘材料加速劣化,对避雷器本体的安全性能造成威胁,为此,通过建立110KV复合无间隙ZnO避雷器的仿真模型,分析其外部绝缘材料空间场强分布情况,提出使用非线性电导材料对端部分布不均匀的高场强区域进行局部替换。采用COMSOL软件建立二维轴对称模型,利用AC/DC模块对避雷器进行仿真。仿真结果表明,使用非线性电导材料替换后,沿避雷器伞裙外表面最大场强从1.21 MV/m分别降至0.67MV/m、0.86MV/m ... 詳細を見る
对黑莓果进行微波真空干燥,比较不同微波功率和不同真空度对黑莓干燥过程中温度的影响。采用数值模拟的方法,建立电磁与传热的耦合模型,经过2min的微波真空加热,得出不同微波功率、不同真空度下黑莓的仿真温度场分布图,并比较仿真与实验结果,通过仿真,观察到加热冷点位置并规避,减少热点位置的温度不均匀性。模拟与实验结果一致性高,表明模拟可以很好的仿真实验过程,并对微波干燥过程中不同时间和空间的温度场进行分析,保证黑莓微波真空干燥的温度均匀性和品质。 詳細を見る
在页岩或致密储层油气开发过程中,水力压裂技术得到了广泛引用。在传统的油藏数值模拟中,裂缝参数如导流能力等一般是给定值,而在低渗致密储层实际开发过程中,受铺砂浓度等影响,压裂裂缝只有部分发挥增产效果,可以称之为有效裂缝。 考虑铺砂浓度随裂缝长度的变化关系,基于COMSOL地下水模块和裂隙流模块,建立了致密砂岩储层压裂开发渗流数值模型。模型通过对达西定律模型进行修改,以考虑启动压力梯度对渗流规律的影响。同时针对致密储层的两种裂缝形态:经典长缝和网状体积缝,分别进行了有效缝长和有效改造体积的定量分析与评价。 本文从铺砂造缝,储层特性,生产制度等方面进行影响因素分析 ... 詳細を見る
Two-generation superconducting coils carrying large current in alternating magnetic fields is very common in electrical applications such as HTS linear motor. So it is meaningful to study the characteristics of coated superconductors in the presence of travelling magnetic field. In this ... 詳細を見る
当前普遍应用空调均是通过调控整个房间的温度来控制环境,因此难以解决人与人之间热需求不同的问题。由此新兴的个人通风系统通过仅针对性地调节人体周围的微环境来达到节能和使人体热舒适的双重目的。本研究即是通过COMSOL模拟来探究不同的顶板风口入风条件对于其正下方的坐姿人体热舒适程度的影响,从而对今后智能空调的设计提供一种思路。 在COMSOL软件中,一个人体模型以差集的形式被设置于一个443(m)的房间中,房间顶板正中心设置一个圆环形状的入风口,在房间一侧面的底部设置了一个狭长出风口。模型采用了流体传热和Realizable k-e两个模块,基于房间的对称性 ... 詳細を見る
