技術情報とプレゼンテーション

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

随着钛合金、镍基高温合金、金属间化合物等新材料的广泛应用，其本身高强高硬、高温性能优异等特点对传统切削加工带来了刀具寿命的挑战。为此，放电加工如电火花加工、电弧加工等非接触式加工得到了越来越广泛的应用。放电加工利用高温等离子体熔化甚至汽化工件，形成蚀坑达到材料去除的目的。为了评估放电加工对工件材料的影响，本模型以钛合金的电弧放电为例，利用COMSOL的传热模块和固体力学模块为基础，搭建了单次放电材料蚀除过程和残余应力预测模型，模型在传热模块中考虑了材料的物态变化。模型通过变形几何模块，用热量驱动边界移动，模拟等离子体加热熔化汽化材料的过程 ... 詳細を見る

本研究利用COMSOL仿真分析了欧姆加热在瘦猪肉解冻中的应用，重点探究了不同电极材质、形式、厚度及施加的场强等参数对瘦猪肉解冻效果的影响。通过电磁场与热传导的耦合模型，以解冻速率和温度分布均匀性为指标，评估不同参数下的解冻效果。研究结果显示：（1）在镍、钛、铂和不锈钢四种常用金属电极材质中，不锈钢电极在欧姆解冻瘦猪肉中有较高的解冻速率，约1.5℃/min；（2）电极形式显著影响解冻效果。在板状、片状、孔板状和针状四种电极形式中， 1.5mm厚度板状电极在28V/cm场强下能够降低冻品边缘的温度，最高温度约为6.2℃，针状电极能够改善普通板状电极与食材接触不均匀的弊端 ... 詳細を見る

COMSOL在研究锂金属固态电池负极界面问题的应用 陈翯[1] 沈忠慧[1] [1] 清华大学，北京，中国 锂金属固态电池中，枝晶生长刺穿电解质导致电池短路是电池失效的重要因素之一。研究表明在Poly(vinylidene difluoride) (PVDF)-based固态电解质和锂负极界面会形成稳定非均一纳米界面层，起到高电流密度下自开路作用，从而避免过流引起的安全问题。 通过飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)，X射线光电子能谱分析（XPS），俄歇电子能谱（AES）确定出PVDF-LiFSI|Li界面层是由Li2CO3，LiF ... 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

电力传送中经常遇到导线周围金属体连续分布的电荷的电场电势分布问题，其中线电荷的电场分布非常典型, 对于实际情况，当导体靠近导线，因物体形状的不同，其表面产生不同的电荷分布。 解决方案 1 实际情况是三维问题，而三维几何体表面电场分布很难推出解析解，分解成二维模型并验证其表面电荷分布，再通过 COMSOL Multiphysics® 建立三维模型进行仿真计算。 2 对于一般的有限元编程繁琐，计算量大，不可视化，在 COMSOL 中可以不用人工编程，通过绘图功能，可以绘出几何体表面电场线图，与解析解进行对比。 模型设计 1 二维模型中无限长导线用细长线代替 ... 詳細を見る

本研究提出一种新型湿式静电除尘器，将传统金属平板集尘板改进为凹凸结构的介电材料，并配备极低频双极性电源。该设计利用介电材料的弛豫特性，延长灰尘在集尘板上的吸附时间；当电源极性反转后，荷电灰尘在弛豫时间内仍能稳定黏附于集尘板表面。此时，空间电场会由电极与黏附的荷电灰尘共同构成，电场强度因此显著加强。更强的电场会进一步提升电极电离程度，产生更多自由电荷；这些电荷与灰尘颗粒碰撞并使其荷电，最终大幅提高灰尘（尤其是细微颗粒）的荷电量，为后续高效收集去除奠定基础。 为验证上述理论与结论，我们通过COMSOL软件搭建仿真模型，首先，分析绝缘油纸在双极性电源作用下的弛豫规律 ... 詳細を見る

微通道精馏是一种新型高效的精馏提纯装置。本文提出了两种用于精馏的微通道结构，分别采用金属孔板和多孔介质作为液相流道。在COMSOL Multiphysics软件中构造上述两种结构，并建立了丙烷/丙烯混合物分离的传热、传质及流动的多物理场耦合模型，通过化学模块描述不同温度、压力和浓度下的气、液混合物物性，使用浓物质传递模块，基于Maxwell-Stefan模型及双组分系统传质经验关联式获得气相和液相内部及气液相界面处传质特性，以实现对微通道精馏装置内丙烯/丙烷两相流的相变传热和精馏传质过程的模拟，对比分析两种结构对微通道精馏过程传热、传质和流动特性的影响。研究结果表明 ... 詳細を見る

基于压电式导波传感器和导波的结构健康监测方法是目前最有应用前景的一种方法。导波在结构中传播时，结构内部的各种损伤会引起应力集中、裂纹扩展，这些损伤及其周围的边界都会引起在结构中传播的导波信号的散射和能量的吸收，正是基于这种现象，导波可以被用来对结构中的损伤进行监测。因此，通过与结构一体化集成的压电传感器，在结构中激发导波信号，结构产生损伤后会对导波传播特性产生影响，通过对导波信号进行分析可以实现对结构损伤的实时监测。 本研究借助 COMSOL Multiphysics® 对使用铆钉连接的机翼桁条以及部分上蒙皮进行建模，使用接触对处理桁条与蒙皮的接触 ... 詳細を見る