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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当一定波长的电磁波照射到金纳米颗粒上时会引发局域表面等离子共振（LSPR）现象，这一现象将增强金纳米颗粒对入射电磁波的吸收，纳米颗粒将吸收的电磁能量转化为热能，温度升高，以纳米颗粒作为热源可以实现微纳米尺度上的精细温度调控。 本文通过广义多粒子Mie理论（GMM）计算在非独立散射的情况下，金纳米颗粒球多聚体的辐射吸收特性；然后基于COMSOL传热模块，考虑颗粒间的近场辐射换热现象，对包含多聚体颗粒的微尺度空间温度进行了模拟计算，讨论可见到近红外波段辐照条件下纳米颗粒多聚体及其周围几百纳米范围内基体介质的温度分布情况。 通过对金纳米颗粒球组成的多聚体的计算 ... 詳細を見る
近几年，出于能源危机与环境保护的考虑，新能源电动汽车受到了世界各国的大力推广，但由于电池容量与充电设施等充电问题成为主要技术瓶颈，安全、方便、非接触式的无线充电技术成为了研究热点，其原理上以耦合线圈作为能量传输的主要元件，利用线圈间耦合谐振作用实现无线传能。但考虑到实际应用场景中，相比传统插电式充电，无线充电存在传输效率较低，以及对于停车时充电位置对准程度要求较高等问题，因此需要对传输线圈的结构和尺寸参数进行设计优化。 在线圈尺寸结构的设计优化方面，COMSOL多物理场仿真完美的解决了我们日常研究中很多繁琐的问题。线圈的基本结构类型可以通过几何部分进行设计实现 ... 詳細を見る
在航空发动机中，涡轮转子的工作条件十分苛刻。涡轮盘是涡轮转子的承力主要部件，长时间工作在高转速、高温、高负荷的恶劣环境下。随着航空发动机整体性能需求的不断提升，在涡轮进口温度（Turbine Inlet Temperature, TIT）将超过2000K，传统的实心高压涡轮盘的设计转速已经达到极限，亟需进行技术突破。Cairo等人最早提出了一种新型的空心涡轮盘，将冷却气体引入涡轮盘内部进行冷却，在减重的同时，进一步突破了涡轮盘的破裂速度（极限）。但是其降低了从压气机进入高压涡轮盘的冷却气体的压力，容易造成燃气倒灌，从而发生危险。肋板可以增加换热面积，具有导向作用 ... 詳細を見る
在电磁兼容领域中，除了电磁干扰还会存在毁灭性的电磁辐射危害。其中电磁辐射对燃油危害的研究关键在于掌握射频放电的击穿特性，为研究不同频率的击穿特性，本文基于电磁场和电路理论，以飞机油箱口结构为例构建了氩气射频放电前后的等效电路模型，并简要分析了射频放电规律。根据电磁场和电路理论，飞机油箱口放电结构等效为圆柱型交流电容，等效电路的并联电阻阻值随气体的导电性能变化而变化，能有效表征气体击穿电离程度的高低。仿真研究表明，相同激励电压条件下，频率越高，气体越容易击穿，等效并联电阻阻值越低。气体击穿电离程度随频率升高存在不连续放电、连续稳定放电、积累效应和雪崩效应四种不同的放电规律。 詳細を見る
Love波由于没有垂直剪切方向的位移分量，在液相环境中传输信号衰减小，故更适合于液相生物传感器的应用。本研究利用COMSOL多物理场软件，仿真设计了一种叉指换能器（IDT）/(100)ZnO/SiO2/Diamond多层结构的Love波延迟线型传感器件，通过在Love波传输区域添加液体（以水为例）仿真了液体对器件传输特性的影响。仿真中使用了MEMS模块和声学模块，通过在瞬态研究中施加正弦和脉冲激励信号，分别仿真研究了声波位移、液体内的声压分布和输出响应，以及液体对传感器插入损耗的影响。仿真结果表明，在液相环境中Love波传感器输出信号会产生相位迟滞，但插入损耗变化很小 ... 詳細を見る
扫描隧道显微镜（STM）中的金属针尖在光照下可在其附近形成极大的局域电场增强，这种高度局域的电场可以改变在其附近分子的辐射特性。本研究中，我们将特殊荧光分子置于STM针尖下方，利用针尖和金属衬底形成的纳米腔中的强大电场增益，来调控分子荧光辐射强度。研究结合实验观测和理论分析，理论计算主要采用了COMSOL电磁场仿真模块。通常人们认为，纳腔内局域电场的主要分量垂直于衬底平面，所以只有当分子跃迁偶极垂直于衬底，才能和纳腔等离激元有效耦合。相反，分子偶极垂直于衬底时，分子辐射很大程度上会被淬灭。然而实验发现，在分子和衬底之间加入一层绝缘层后，即使分子偶极跃迁平行于衬底 ... 詳細を見る
MEMS压阻式压力传感器的输出特性易受温度的影响，而通常温度补偿技术具有复杂的校准过程，为了使其具有成本效益，通过保持传感器在恒定温度下运行来替代温度补偿技术。本案例中，通过集成MEMS加热电阻器来控制MEMS压力芯片的温度，使MEMS芯片的温度保持在恒定温度。 本案例第一个研究模拟了不同环境温度对MEMS压阻式压力传感器输出特性的影响；第二个研究模拟了MEMS加热电阻的电热产生、传热以及机械应力和变形。模型同时使用了“传热模块”的“固体传热”接口、“AC/DC模块”的“电流，壳”接口以及“结构力学模块”的“固体力学”和“膜”接口。 ... 詳細を見る
It has already been demonstrated that fluid models can be used to simulate two-dimensional axisymmetric inductively coupled plasma via implementation in the COMSOL (multi-physics simulation software) platform. In this study, we improved the model and simulated a large scale magnetized ... 詳細を見る
