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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高分子囊泡是一类由薄膜包裹液体而形成的“软粒子”，其在生物医药、化妆品以及食品等领域具有广泛的应用，是材料领域最富有意义的研究内容之一。与一般微纳米粒子相比，高分子囊泡在外场作用下极易发生形变，因而研究高分子囊泡在微流道中穿过受限孔洞的动力学行为对其在药物输运、细胞筛选、薄膜性能表征等应用领域具有重要的意义。 由于流体（高分子囊泡内部和外部流体）和固体（高分子囊泡膜）强烈地耦合在一起，再加上流体与膜边界的移动和变形，使得高分子囊泡实际的过孔图像十分复杂。本工作借助COMSOL Multiphysics流固耦合（FSIs）接口，运用任意拉格朗日-欧拉（ALE）算法 ... 詳細を見る
飞秒激光具有超短脉冲宽度、超高峰值功率的特点，飞秒激光与物质作用表现出的非线性和准热绝缘特性使其在微纳加工领域有着重要的应用。飞秒激光微纳加工中激光与物质突出的作用机制表现为光子-电子-声子的能量传输过程，其中的电子超快激发等动力学过程会对材料加工中微区能量传输、超快相变等瞬态过程产生重要影响，对飞秒激光微纳加工机理的研究具有非常重要的学术意义。本文介绍了采用COMSOL Multiphysics 的Heat Transfer模块对飞秒激光与多层金属膜作用的超快加热规律进行了数值仿真，对于多层金属膜，膜层分界面处声子温度具不连续的热边界条件，而整个膜系中电子温度处处连续 ... 詳細を見る
电声产品测试为了更贴近于实际人耳感受到的灵敏度，通常测试时会带上一个耦合腔来模拟耳道的情况，使麦克风测试到的声压更接近于人耳感受到的声压。目前测试较为普遍配合的耦合腔一般有711高漏仿真耳耦合腔、711低漏仿真耳耦合腔和318仿真耳耦合腔。电声产品经过不同的耦合腔测试会在整个频段体现出不同的声压级，设计电声产品的前期，需要了解到不同耦合腔是否可以满足设计需求。使用COMSOL可以对细窄管道和狭缝区域模拟分析，将耦合腔的特性准确仿真模拟出，有效预知电声产品经过耦合腔之后的性能特性。 詳細を見る
掌握工作面动态推进下长壁采空区煤自燃过程的演变规律，是有效遏制井下采空区火灾的关键。采空区煤自热过程涉及到气体与固体煤之间一系列复杂的相互作用，以及煤层开采引起的采空区渗透率的动态演化。本文建立了固体煤与气体之间的气体组分流动与输运、以及传热过程的瞬态耦合模型，定量研究了煤在采空区环境下自热演化过程。采用comsol 对某矿采空区温度场、气体运移场以及多组分气体浓度进行了数值模拟，模拟结果与某矿的采空区监测温度和氧气浓度参数相吻合。采用验证后的模型对工作面通风量、通风阻力、工作面推进速度等敏感性参数进行数值模拟研究。结果表明:(1 ... 詳細を見る
瓦斯与煤自燃复合共生灾害是多尺度、多时度和多物理过程耦合作用的结果，本文开展了井下煤层和采空区松散体等裂隙场中瓦斯与煤自燃共生环境下多场耦合致灾理论的研究，建立了瓦斯与煤自燃复合致灾的判定准则和瓦斯抽采安全度模型，理论揭示了易自燃煤岩体裂隙场瓦斯抽采过程中，CH4浓度场、O2 浓度场和温度场多场交汇致灾过程和控制机理。进一步，基于comsol with matlab软件，集成了瓦斯与煤自燃耦合作用的多模块模型，开发了煤矿煤层、采空区跨尺度裂隙场瓦斯与煤自燃复合共生多场耦合模拟软件，成功应用于煤层和采空区瓦斯抽采案例，获得了瓦斯抽采中煤层和采空区区域安全度的动态演化 ... 詳細を見る
考虑煤层瓦斯抽采引起的漏气与氧化升温特性，建立了煤体变形、基质瓦斯解吸-扩散、裂隙空气-瓦斯混流和煤氧化热能量传输等多场耦合的瓦斯抽采新模型。基于comsol软件数值模拟了煤层瓦斯应力-变形-渗流的多过程行为，研究结果通过已有的研究成果得到验证，证明了模型的有效性和优越性。应用该模型对甲烷脱附扩散时间、煤的渗透性、泄漏压差、煤的氧化反应热、煤的氧化速率等因素对自热敏感性进行了定量分析。模拟结果表明: (1) 煤渗透率的演化主要由瓦斯解吸引起的煤基质收缩和煤自燃升温引起的煤膨胀之间的竞争作用所决定。然而，裂隙中多组分气体的流动不仅与煤的渗透率相关 ... 詳細を見る
地下煤层自燃过程涉及多孔煤介质中地质效应、氧输运与流动、能量输运等复杂的相互作用。以往的研究通常忽略了煤的自热对气体和煤膨胀等热机效应的影响，并没有在模拟中充分实现这些复杂的相互作用。本文建立了煤的力学变形、气体流动与输运、热力输运的全耦合模型，并通过一系列煤的性质模型和状态方程，定义了它们之间复杂的相互作用。这些包括(1)煤的孔隙度模型;(2)煤的渗透性模型;(3)气体状态方程;(4)自热模型。 将该模型应用comsol数值模拟软件对东滩煤矿地下巷道自燃时间和位置进行解算，结果与现场实测结果吻合较好。进一步，通过本模型与其它模型的对比结果发现 ... 詳細を見る
Introduction:The goal of this simulation is to propose a theoretical model framework based on tracer experiments and equivalent channel models for inversion of unknown parameters of geothermal reservoirs and prediction of thermal breakthroughs in production wells. The problem to be ... 詳細を見る
