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
マルチフィジックスモデリングとシミュレーションは, 産業界や学術界のさまざまな分野でイノベーションを推進しています. そのことは, 毎年 COMSOL Conference でエンジニア, 研究者, 科学者が発表する技術論文やポスターで紹介される数多くの活用事例からも明らかです. 以下にまとめられた最近の講演論文集から新たなアイデアやヒントを得たり, クイック検索ツールを使用して特定の発表を検索したり, アプリケーション分野, カンファレンスの開催年や開催地で絞り込んだりできます.
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对气传真菌孢子进行分离和分类是实现农作物真菌病害早期精确检测的重要环节,基于气溶胶颗粒运动理论,论文提出了多级力学耦合微流控芯片的气传孢子提取方法。利用COMSOL Multiphysics软件的CFD和粒子追踪功能,设计多弯曲通道的一级分离结构,实现气流中单孢子和团聚态孢子的预处理和初级分离。然后根据单向受力加速原理,设计径向鞘流加速的二级分离结构,实现对气流中特定孢子提取的二级分离。在两级分离结构之间设置了台阶递降和双鞘流聚焦耦合结构,以保证通道宽度和气流速度的匹配。论文阐述了各环节的工作原理,并分别进行了实验分析和验证。研究结果表明 ... 詳細を見る
本文以实际生活中常见的4种屋顶形状的建筑为研究对象,使用COMSOL MULTIPHYCIS 5.3a软件构建了一个二维数值模型,模拟了等高上斜屋顶、下斜屋顶、三角形屋顶、平屋顶筑物屋顶形状对街区峡谷高宽比W/H=1的城市街道峡谷流场以及温度分布影响,同时该模型加载了太阳辐射模块,考虑了建筑表面对表面的辐射效应,模拟了不同太阳辐射角下城市街道峡谷的风速以及温度分布.结果表明等高建筑物下,在不同辐射角度下峡谷内温度分布不同,但背风面容易发生热量的累积,而下斜屋顶更有利于城市街道峡谷的扩散,上斜屋顶更加容易导致热量的累积。这可以为城市规划师和设计师提供了一些建议与想法 ... 詳細を見る
煤层气开采过程中煤层所受应力、孔隙压力的变化以及气体的吸附解吸,会导致煤体骨架和孔隙体积发生变化,改变煤层的渗流能力。基于多孔弹性理论、渗流力学并考虑吸附变形,建立了煤层压裂水平井的物理模型,并建立了煤体变形和气体流动的全耦合数学模型,推导出了渗透率的动态变化模型。利用数值分析软件Comsol Multiphysics对煤层气的开发特征及规律进行了数值模拟,最终实现对模型中关键参数的敏感性和压裂裂缝参数的影响进行分析。 詳細を見る
氢能燃烧值高且无污染,被认为是人类社会摆脱对化石能源依赖的理想能源。目前氢能应用的主要瓶颈是氢存储。而氢存储的主要方式中,金属氢化物因其安全性高,循环性能好的优点,得到广泛的研究。但由于金属氢化物吸放氢反应的热效应、粉末床的传热和传质特性较差等问题,贮氢罐的吸放氢速率下降,成为限制应用的主要因素。最近十几年,贮氢罐吸放氢过程的数值模拟及相关模型得到广泛的研究。通过数值模拟方法可以优化设计贮氢罐,以期满足实际应用中的需求,同时节约设计成本。本文面对贮氢罐的实际指标(吸氢速率1.5 L min-1),采用COMSOL软件中的多孔介质传热、地下流动以及数学模块 ... 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
熔喷是工业上用于制备微米纤维非织造布的一种工艺方法。在熔喷过程中,高聚物熔体经过高速、高温气流的拉伸,在接受装置上固化结晶形成微米纤维非织造布。由于熔喷材料具有很高的比表面积,因而具备良好的过滤性、吸附性、隔离性,可用于过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料等领域。熔喷材料的优异性能是基于熔喷纤维的微纳米级的尺度,降低纤维的直径有利于提高熔喷产品的性能。由于纤维的拉伸细化发生在气流场的运动过程中,因此对纤维运动的研究具有重要意义。本研究将高聚物与气流所形成的混合体系作为两相流来处理。我们采用Comsol multiphysics 的水平集方法对熔喷过程的高聚物 ... 詳細を見る
In a diagnostic system small magnetic beads of about 1µm diameter will be moved along a path in a viscose medium due to magnetic field actuators. Specific ligands on the beads will bound to specific samples. If bound, the diameter and mass of the beads rise and the bead movement is ... 詳細を見る
