技術情報とプレゼンテーション

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

在振动仿真中，网格量永远是考验工程师的重要问题，虽然计算机性能的提高可以解决一部分计算量问题，但这远远不够。一种有效的方式是进行二维计算，COMSOL Multiphysics® 中也有二维轴对称的几何维度，这极大地方便解决轴对称目标问题。但是由于空间维度的限制，只有当研究目标和其激励均为轴对称的情况才可以应用，这极大地限制了二维轴对称的应用。 在研究中，提出了一种针对二维轴对称目标的算法，以水下弹性结构声散射为例，建立了轴对称目标非轴对称载荷的模型。将需要三维建模计算的模型改为仅需要建立二维轴对称模型即可，大大降低了计算量。 在 COMSOL 的应用中 ... 詳細を見る

基于 Level-Set 界面跟踪方法建立了激光熔覆过程的三维瞬态数值模型，研究了瞬态熔化和凝固过程中传热传质的演化规律。该模型使用 Level-Set 方法跟踪熔池气/液界面，采用焓－多孔度（enthalpy-porosity）方法得到了固/液界面之间的糊状区，并考虑了质量添加、材料熔化/凝固、热毛细效应（Marangoni效应）、浮力效应、活性元素质量传输等对熔池流动和界面的影响。通过该模型，具体分析了质量添加、力和界面平衡条件对熔池气/液界面的影响，以及由熔池温度/浓度分布引起的热毛细效应、金属材料的熔/凝过程和熔池流动形式对熔池固/液界面的影响。结果表明 ... 詳細を見る

本篇文章使用COMSOL二维以及二维轴对称模型下的压力声学-频域模块，分别仿真了点声源和线声源在不同复杂液态海底地形环境下的声传播模型。以此来对比COMSOL有限元法相对与传统数值仿真方法在处理复杂海底模型下的准确性。 在所仿真的结果中，当声源处于点声源条件下时，使用二维-压力声学模型，海底环境为倾斜的液态海底。由于在二维模型下，声源可以设置在二维图形的任意区域，本文将声源位置定于所仿真水体层的中央。通过观察发现，在小倾斜角、海底与海水的阻抗比较小的情况下，由于在上坡和下坡部分后向散射对声场的影响都比较小 ... 詳細を見る

电磁辐射对燃油危害是加油站、炼油厂、油气基地等大型设施禁用手机和其他无线通讯设备的重要原因。不同于静电对燃油蒸气的危害，本文的研究重点在于分析不同频率下的射频放电击穿特性。基于射频等离子体鞘层模型，通过多物理场仿真，分析了12M~300MHz频率下的氩气射频放电过程。仿真结果表明，当激励频率大于雪崩击穿临界频率时，两侧极板附近会形成随激励周期变化的鞘层区，中心区域为准电中性的等离子体区。同时，当激励频率远小于等离子体频率时，鞘层会促进极板附近的γ电离过程；随着频率增大，鞘层特性会逐渐退化，而中心区域的α电离过程会增强。此外，放电特性曲线表明，频率越高，板间放电电压越小 ... 詳細を見る

水力压裂是目前低渗透致密油气田开发的关键技术，水力压裂裂缝的导流能力、有效缝长和改造体积参数是影响开采效果的重要因素。本文着重考虑水平井单裂缝内铺沙浓度的分布对开采过程中压力分布的影响。首先，使用 CFD 模块中的混合流动（Mixture Model，Laminar Flow）模型对铺沙过程进行了模拟，选取速度入口和压力出口的边界条件，得到了固相体积分数的二维分布。然后，利用 MatLab 数值积分将以上得到的二维分布转换成一维，根据铺沙浓度与裂缝渗透率的经验公式，将此一维分布转换成裂缝中渗透率的分布。最后，利用 CFD 模块中的达西流（Darcy's Law ... 詳細を見る

扬声器仿真分析方法越来越受到电声企业关注，已成为扬声器设计的重要手段和发展方向。要想设计中高端扬声器，就必须建立一套完整的仿真分析方法。 本文介绍一种基于 COMSOL Multiphysics® 的用于中高端扬声器设计的仿真分析方法。该方法不仅包含了扬声器磁路、振动系统（结构）和声场的耦合分析，还模拟了温度对磁性材料和振动部件材料特性的影响。由于扬声器振动部件材料的粘弹性等特性，因此必须建立更为准确的材料模型。利用 COMSOL Multiphisics 软件丰富的第三方软件接口和二次开发功能，经数据后处理可得到声障板等条件下的声压级、谐波失真和互调失真等。 ... 詳細を見る

钴基高温合金，因其优异的高温综合性能而被广泛应用于航空发动机制造等领域，激光增材制造是制造几何形状复杂的高温合金零件的有效途径。目前，高温合金增材制造中，缺陷与组织成分的控制是关键的技术瓶颈，而这两方面的问题都与熔池中的热质传输过程密切相关，因此我们将研究的方向着眼于揭示熔池流动背后复杂的物理现象。本研究基于 COMSOL 多物理场耦合，应用 ht、tpfmm、tcs 接口，提出了适用于高温合金多组分热质传输的数值模型，研究了温度梯度G以及凝固速率R对界面围观凝固组织的影响以及钴基合金中主要成分 Fe、C、Co、Cr 的传质特性以及成分分布 ... 詳細を見る

研究头部损伤机理是对运动撞击中脑损伤进行预测的有效手段。数学模型是分析损伤实验数据、预测人员碰撞损伤程度的唯一方法，但现有的头部损伤有限元模型基于尸体实验数据，且忽略脑组织结构的各向异性。本项目旨在提出并实现一种以损伤生物力学为基础、结合磁共振扫描 DTI 的轴突走向信息的有限元力学模型。提取脑外伤前的弥散张量成像信息，实现深入到轴突水平有限元力学模型的建立，在有限元模拟中采用非线性超弹性力学模型，并植入 NSGAII 最优化方法对有限元模型的材料参数进行优化，从而提高模型的稳定性和计算精度；将计算预测结果与损伤后 DTI 的 FA 值所表现的轴突断裂情况进行验证， ... 詳細を見る

海洋油气开采的过程中，油气在海底通过海底管线进行运输。当雷诺数改变时，海底管线周围的流场也会相应发生改变，因此研究管线周围流场分布对分析管线受力情况至关重要。本文研究了海底管道在层流和紊流的情况下，不同流速，不同的床面粗糙度以及不同位置海底管线等情况进行了建模和分析，绘制了不同情况下流场分布图。计算结果表明：（1）同一位置，不同流速下，海流绕流管线形成的流场不同，当流速超过某一限定值后，会出现涡流。（2）不同位置，相同速度下，海流绕流管线形成的流场有所不同。通过数值模拟，对不同情况下的管线受力情况有了清晰的认识，对工程实际操作可以起到指导作用。 关键词：海底管线；海流力 ... 詳細を見る