技術情報とプレゼンテーション

随着能源紧张、油价攀升，环境污染严重，利用可再生绿色能源又成为不懈努力的方向。槽式太阳能热发电技术具有兼容性强、对电网冲击小、性价比高、发电成本低、可存储可调度等特点，近年来得到了迅猛发展，其核心部件为高温太阳能真空集热管，如图1所示。本研究利用 COMSOL Multiphysics® 针对真空集热管真实工况下的动态过程开展研究，并在此基础上开展集热管结构的优化设计。 由图 1 可知：集热管在电站中服役工况下，槽面会聚的太阳光主要集中于集热管下半面，上半面接收的会聚太阳光较少；导热工质自吸收管一端进入，接收会聚太阳光辐照能量，从吸收管另一端流出，流入→流出过程中 ... 詳細を見る

铁芯电抗器作为电力系统中重要的基础设备之一，具有漏磁小、节省空间等优点，因此在新能源和城市配电系统中得到广泛应用。但其运行中产生的噪声严重污染周边环境，而且电抗器振动过大对其自身正常运行也会构成威胁。本文在磁致伸缩效应和麦克斯韦方程相关理论研究基础上，采用COMSOL Multiphysics®多物理场仿真软件，通过AC/DC模块、声-固模块对三相电抗器铁芯的振动噪声进行研究。首先从多物理场耦合的角度，定义瞬态计算条件，然后在瞬态磁场的基础上加上声场和固体力场来建立三维物理模型，最后通过多物理场的耦合计算，得到电抗器铁芯振动位移和声压场分布 ... 詳細を見る

目前，脉冲磁体广泛采用导体绕组和加固材料分层交替绕制的工艺（内部层间加固），以提高磁体的整体结构强度。磁体在长期的放电工作过程中，反复经历强电磁力的作用，导体材料（一般为纯铜、铜基合金以及铜基复合材料）在重复的加卸载过程中存在着塑性应变的累积效应，即棘轮效应。导体材料塑性应变的逐渐累积，导致了磁体不可逆电感值的不断增加。因此，磁体的不可逆电感变化可表征磁体内部的整体变形情况，可用于脉冲磁体的疲劳失效预测。 本文基于 COMSOL Multiphysics® 5.1 软件，对脉冲磁体的放电过程建立了电路、电磁场、温度场及结构场的二维轴对称全耦合模型 ... 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

微型扬声器数值仿真分析包括对零件、扬声器单体、扬声器箱体仿真，按照物理场可细分为电磁、力学、声学仿真。微型扬声器结构较为复杂，不同于大喇叭成轴对称分布，仿真中若将电磁、力学、声学耦合会大大加长求解时间，也极难收敛；基于此，可以将几何简化并对仿真模型进行分部处理后再耦合。COMSOL 的灵活建模方式为产品设计及分析提供理论计算平台,可大幅减小产品开发周期及成本；进一步的将探索振幅对称性、振动模态分析、音圈发热及产品散热等可靠性评估。 詳細を見る

针对非铁磁金属板的缺陷检测问题，进行了电磁超声无损检测技术的数值模拟及实验研究。电磁超声换能器工作机理复杂，已有的仿真大多是针对发射过程，并且被测体不含缺陷。本研究采用 COMSOL 软件建立了超声发射、电磁超声换能器接收的二维有限元模型，对被测体有无缺陷时线圈接收到的电压信号进行仿真分析。根据发射频率和超声导波的频散特性，设计并制作了回折形线圈，然后研究了线圈导体尺寸以及线圈提离对电磁超声换能器性能的影响，并对有无缺陷的铝板进行了实验研究。结果表明：仿真中线圈接收到的电压信号能够反映缺陷的位置，实验结果与仿真结果相吻合。 詳細を見る

硅通孔在实现高级集成系统中起着至关重要的作用，但是其发展受到多物理场耦合效应的极大阻碍。硅通孔的多物理场耦合过程非常复杂，热场分布、电磁场分布及结构分布是相关联、相互作用的。针对硅通孔的多物理场耦合问题，本文开展了硅通孔多物理场仿真分析研究。结合国内外在硅通孔多物理场本质研究的基础上，从多物理场耦合理论出发，建立单个硅通孔的多物理场分析模型。通过运用 COMSOL Multiphysics 软件进行建模如图 1，在稳态下选择相应的焦耳热和热膨胀接口进行仿真如图 2，经影响分析确定了硅通孔的一些结构参数，如二氧化硅隔层厚度取 0.8um，硅基质厚度取 5.5um ... 詳細を見る

移动电话产品向更薄的趋势发展，装入手机中的微型扬声器能使用到的音腔空间也就日趋减少。为了高效利用手机内部空间，手机音腔设计时往往导通扬声器位置周围的小空间作为其音腔，扩大音腔体积。与此带来的问题是，因手机内部空间限制，导通管或导通孔规格较小，产生了声谐振效果。谐振频率点往往位于重要的中频段，使声压级中频段曲线出现波谷，影响声学性能和听感效果。 本文说明了声谐振产生的原因，并通过电力声类比，用理论方法估算出声谐振频率点的大致范围。为了解决声谐振产生的问题，我们使用 COMSOL Multiphysics® 准确模拟出扬声器声腔的 SPL 曲线，通过 SPL ... 詳細を見る

Academician Yao is an expert in nonlinear optics and THz studies and also a consultant of Chinese government for scientific development. In this talk, he introduces various research progress based on COMSOL Multiphysics analysis of his team, including photonic crystal devices (both ... 詳細を見る