技術情報とプレゼンテーション

2015年由美国大发起页岩气革命成功地使美国从油气进口国转变为油气出口国。这使得页岩气成为能源领域关注的热点。页岩气与煤炭和石油相比更为清洁，且储量更为丰富。开发页岩气的两项关键技术是水平井钻井技术和压裂改造地层技术。 然而，由于页岩相比于其他岩石水化学活性更强，导致在水平井钻穿储层过程中井壁极容易垮塌失稳。油基泥浆的使用可以克服上述问题，但成本昂贵且受环保限制。水基泥浆的普及依赖于对页岩水化的深入理解。在页岩水化反应过程中，温度场、离子浓度场、渗流场、应力场均不同程度地作用在井壁周围岩石，而且相互耦合作用随时间不断变化 ... 詳細を見る

车辙作为沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，表现为沿道路纵向在轮迹带位置处路面产生的带状凹槽。车辙的出现不仅影响行车舒适性，而且威胁行车安全性。对路面车辙深度的有效预估可以为路面结构设计提供重要的指导。现有的车辙预估方法主要包括经验法、理论法、半经验—半理论法和有限元法。 本模型采用 COMSOL 有限元软件模拟路面车辙的发展情况。首先，建立路面结构模型，定义材料热参数、外部环境温度和太阳辐射强度等环境热参数，使用“表面对表面传热”功能模拟路面表面的辐射和对流传热过程，在固体传热模块进行路面温度场的计算分析；然后，定义材料的蠕变参数，施加等效车轮荷载 ... 詳細を見る

飞机燃油系统雷电防护是飞机设计中需要考虑的一个重要部分。用实验方法研究成本较高，且周期长，数值仿真方法具有明显的优势。本文基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，建立内部带有液压管和燃油管的燃油箱系统模型。通过电-热耦合仿真考察雷电流在燃油箱上的传导路径，根据电流分布及温度分布给出成为潜在点火源的位置。进而对比研究了两端是否屏蔽对燃油系统上雷电流物理特性的影响。仿真结果表明：飞机燃油箱系统遭受雷击时，成为潜在点火源的位置有卡箍边沿、17号肋与燃油管和液压管连接处、燃油管和液压管以及桁条上距离16号肋和18号肋上开孔较近的地方 ... 詳細を見る

金属丝织物声衬是应用于航空发动机短舱的新型降噪声衬，由金属丝网、穿孔板、蜂窝腔和背板组成，其中孔径仅有几十微米的金属丝网对声衬的声学性能有重要影响，因此探究金属丝网小孔内部的声场以及金属丝织物声衬内部的声场对于其降噪机理与声学特性的研究有重要意义。本文利用COMSOL中的CFD模块（高马赫数流动接口）直接求解时域下的NS方程组，对二维金属丝织物声衬在高声强下的声场进行仿真，入口处设置正弦变化的脉动压力以模拟声波入射，金属丝网小孔壁面与穿孔板小孔壁面设置为无滑移边界条件，其余计算域边界为滑移边界条件，时间推进格式选择二阶BDF格式。本文还从计算结果中提取测点处的压力信号 ... 詳細を見る

由于异种金属的热物理性能存在较大差异，在焊接过程中极易形成金属间化合物，这给两种材料的焊接造成了一定的困难。因此，针对钢/铝异种金属焊接存在的难点，建立了基于COMSOL软件的激光-TIG复合热源焊三维瞬态熔池数值分析模型。利用所建模型对不同焊接条件下的激光-TIG复合热源焊熔池形貌和温度场进行模拟计算，分别探讨了激光功率、电弧电流及焊接速度对复合焊焊接温度场的影响规律。 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

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

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

本文介绍利用COMSOL传热模块对激光闪射法（Laser Flash Method）测量具有环形结构的碳化硅复合包壳的瞬态传热过程，进而获得对标准激光闪射法估算热扩散率/热导率的几何修正系数和温度修正系数。 碳化硅复合包壳由多层的单质SiC陶瓷基体、SiC纤维编织层组成。碳化硅复合包壳在高温蒸汽中抗氧化性远远优于锆合金，因此被视为未来核电站燃料棒包壳的理想解决方案。为了开展碳化硅复合包壳的性能分析，需要使用激光闪射法获得其在500K~1800K温度范围的热扩散率。问题在于，激光闪射法标准(ASTM E1461-13)规定的样品形状为薄圆片 ... 詳細を見る

近年来，煤系气开采受到越来越多国家的关注。我国煤系气储量十分巨大，但其分布方式多以煤-砂互层为主，主要特点是煤层多（20-40层），单层厚度薄。若采用单层开采的方式，不仅成本高昂且收益低下。为经济高效的开采往往需要一口井贯穿十几个甚至几十个薄层区域，此时需要合采来提高效益。为了研究煤层气、致密气合采规律，基于煤层气的赋存和运移规律，综合考虑煤层气从煤层基质中解析、扩散，经由裂隙渗流到井筒的过程，结合煤层气在致密砂岩中满足达西渗流的特点，建立了耦合的煤-致互层储层两气合采数值模拟。通过采用有限元数值分析软件 COMSOL Multiphysics 进行数值求解 ... 詳細を見る