技術情報とプレゼンテーション

连续纤维增强金属基复合材料（Continuous Fiber Reinforcement Metal Matrix Composites）因其优异的性能而在汽车领域航空航天领域、兵器武装领域及电子及光学领域备受关注。但是，目前其制备工艺的不成熟，使得产品存在较多的空隙缺陷，对材料性能造成不良的影响，而压力浸渗制备的FRM相对致密、缺陷少而具有广阔的发展前景。本文以FRM的压力浸渗制备工艺为研究对象，利用Comsol Multiphysics软件进行二维数值模拟计算，分别研究了流体动力粘度、入口压力以及纤维排布方式等对渗流过程的影响，并判断出孔隙高频出现的区域 ... 詳細を見る

摘要：金属弯板广泛应用于车辆、船舶、飞机等大型装备结构件。折弯处易形成应力集中，产生裂纹，直接影响构件的使用安全与寿命。本文开展了不锈钢弯板裂纹缺陷Lamb波检测技术研究，计算了钢板的频散曲线，优选了三种不同频率的S0模态：1MHz、0.5MHz、0.25MHz。利用COMSOL仿真软件分别模拟了各频率S0模态在3mm厚“L”形弯板内部的传播过程，实验验证了1MHz和0.5MHz的S0模态Lamb波对折弯处裂纹缺陷敏感，并利用1MHz的S0模态对折弯处裂纹缺陷进行了扫查成像检测，得到折弯板清晰的B扫图像，可用于裂纹缺陷的定位与定量检测。 关键词：Lamb波;不锈钢弯板 ... 詳細を見る

1100kV GIL应用于中国的苏通特高压输电工程，其额定电压水平世界最高。为了保证其绝缘可靠性，进行产品设计时，绝缘子附近设置了微粒陷阱，用于捕捉附近的异物微粒，降低绝缘子表面发生沿面闪络的几率。GIL内部绝缘结构形式和几何尺寸决定了电势梯度分布，微粒运动受自身重力、库仑力、电场梯度力、气体阻力及摩擦力的共同作用，运动规律复杂难测。本文采用COMSOL软件建立了金属微粒在1100kV GIL微粒陷阱附近的运动模型，利用粒子追踪模块获得了不同大小微粒在不同电压和不同初始位置的运动轨迹。通过分析微粒运动规律，指导制定GIL产品老练试验方案，增加了微粒陷阱的捕捉效果 ... 詳細を見る

锂离子电池在首次充电过程中，电解液会在石墨等负极表面还原分解，形成固体电解质相界面(SEI膜)，永久地消耗一部分来自正极的锂，造成首次充放循环的库仑效率偏低。通过预锂化对电极材料进行补锂，抵消形成SEI膜造成的不可逆锂损耗，以提高电池的容量和能量密度。为了研究石墨等负极预锂化过程，本文利用COMSOL软件建立石墨阴极和锂金属阳极二维电化学瞬态模型，基于锂离子电化学反应动力学、物质传递与扩散等过程，研究石墨阴极不同位置锂离子的浓度分布情况，分析电流密度和温度对石墨预锂化的影响。结果表明电流密度越大，浓差极化越大，造成石墨不同位置的嵌锂浓度分布极不均匀 ... 詳細を見る

TC4钛合金有重量轻、塑性好、比强度高、耐腐蚀性好等诸多优良特性，因此被广泛用于航空航天、生物学、医学等领域。飞秒激光的脉宽为飞秒量级，远小于电子-声子耦合时间（皮秒量级），即在飞秒激光脉冲作用时间内晶格来不及升温，可实现真正意义上的“冷”加工。由于飞秒激光常用于微小区域的精密加工，在很短的时间内难以利用仪器直接检测材料温度，因此需要开发能够精确模拟材料温度的数值模型。利用COMSOL Multiphysic飞秒激光烧蚀钛合金的双温模型，建立一个二维轴对称数值计算模型，研究不同激光能量密度单脉冲飞秒激光的对Ti6Al4V基体的烧蚀情况。从烧蚀形貌 ... 詳細を見る

LIMCA技术是一种原位测量高温液态金属中杂质颗粒的方法。测量的原理为：在一个小孔内外设置一对电极，并且通以电流，这样可以在孔口附近形成一个电敏感区，当杂质经过电敏感区时，通过测量电压脉冲信号以检测杂质的信息。对硬质颗粒的LIMCA技术已经有了许多研究，但实际情况下有些颗粒如气泡是可变形的，这将损害LIMCA的精度。 模型使用了 COMSOL Multiphysics® 中的“层流两相流-相场”和“电磁场”模式，气泡和液态铝以相同的初始速度向相同方向运动，同时在液态导电金属中通以电流。由于流体和气泡是运动的，流动会受到洛伦兹力的影响，所以在流场中加入由电磁场计算得到的 ... 詳細を見る

太阳能作为可再生能源，在未来将会有很大的发展空间。在将太阳能转化为电能的过程中，太阳能电池起着主要作用，而如何提高太阳能转换效率一直是太阳能电池研究的重要内容。目前在硅基太阳能电池中，电流密度已经接近极限，而开路电压相对极限值还有一定提升的空间，有关研究表明提高开路电压可以有效提高太阳能转换效率。本研究将肖特基接触和薄绝缘栅相结合，利用COMSOL多物理场仿真中的半导体模块研究硅基太阳能电池，建立电池二维模型，电池宽为100um，长为400um，并对光生载流子的衰减系数、pn结的掺杂浓度等进行参数分析。结果表明：当金属接触设置为肖特基接触时，电流密度相差不大 ... 詳細を見る

锂离子电池在过充的情况下，由于负极余量不够会在负极表面析出一层锂金属，一方面，析锂会造成大量的锂离子损失，造成内阻增加和容量衰减；另一方面，如果析出的锂继续增长会生成锂枝晶，锂枝晶会刺穿隔膜造成内部短路触发热失控，对电池的安全性造成极大的威胁，因此检测析锂对电池管理系统至关重要。该工作采用COMSOL Multiphysics中的锂离子电池模块，通过增加析锂动力学方程的方法，为26650圆柱形锂离子电池建立了过充条件下的析锂模型，并通过实验进行了验证。通过研究在0.2 C和0.5 C倍率下过充至4.5 V，4.6 V，4.7 V，4.8 V，和4.9 ... 詳細を見る

储氢合金的PCT曲线和氢化动力学性能是描述合金储氢性能的重要标准，目前对合金的PCT曲线测试一般采用体积法，对合金氢化反应动力学的研究一般采用等容差压法。但在实际生产过程中，储氢合金通常是在恒定氢气流速的情况下工作的，所以研究合金在恒定氢气流速条件下的吸氢动力学性能很有必要。与实验相比，采用数值模拟预报合金的吸放氢性能节省了大量的时间和成本，具有突出优势。目前金属Pd及其合金被广泛应用于储氢及氢气纯化等领域，我们通过COMSOL软件建模，构建Pd吸氢热力学与动力学特性模型，选用传热、流体流动、域常微分等物理场模块建立了Pd在恒定氢气流速下吸氢动力学的计算模型 ... 詳細を見る

微纳米马达是一种能将周围环境的能量转化为自身自主运动的新型智能仿生材料，其在药物的运输与释放，低维材料的合成以及软物质研究中有着重要的应用[1]。基于自电泳的双金属棒马达是研究时间最长的一类马达，它有着与自然界中类似的自组装和群体行为的特性[2]。但是其运动机理复杂且涉及到多个物理场的紧密耦合，这就为其进一步的研究和应用带来了一定的困难。 COMSOL Multiphysics® 可以方便地进行多物理场的模拟。图(1)展示了双金属棒的自电泳机理， 由于棒两端的化学反应造成了带电离子浓度的分布不均匀，进而产生自生电场驱动马达运动。其中传质过程 ... 詳細を見る