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
さまざまな業界のエンジニア, 研究者, 科学者がマルチフィジックスシミュレーションを使用して革新的な製品の設計とプロセスを研究および開発しています. COMSOL カンファレンスで発表したテクニカルペーパーやプレゼンテーションからインスピレーションを得てください. 以下の選択項目を参照するか, クイック検索ツールを使用して特定のプレゼンテーションを検索するか, アプリケーション領域でフィルタリングします.
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锂空电池中空气电极是阴极反应的重要场所，空气电极结构设计的好坏极大地影响了锂空气电池的能量效率、倍率性能和循环寿命。为了强化氧气在空气电极中的传递过程，本文对一种层级结构空气电极进行研究：由泡沫铝制成的氧气分布板承载排列有序的碳纳米管阵列，氧气在阵列管中有规律传输、排布、反应。经计算得模拟计算所需的阵列管规格为外径1200、1400、1600nm;管长35000、43000、49000nm。然后绘制出9组数据的空气电极层级结构三维图纸，导入 COMSOL Multiphysics 5.2a 中，运用多孔介质稀物质接口，定义材料后编译域和边界条件，完成网格划分后进行后处理 ... 詳細を見る
管道输送是油气能源长距离输送的重要途径。目前管道连接多采用焊接完成，焊接是一个复杂的非平衡物理化学过程，焊接接头各组成部分的成分、组织和性能都存在差异，同时还容易产生裂纹、气孔、夹杂和未熔合等焊接缺陷和较大的残余应力，使得焊接接头成为管道工程中的薄弱环节。在服役介质中，焊接接头存在宏观腐蚀电池与微观腐蚀电池耦合的多相电化学反应而引起局部腐蚀，可能导致整个构件失效，引发严重的安全事故，造成重大的经济损失甚至人身伤亡。利用 COMSOL Multiphysics® 多物理场仿真软件的腐蚀模块和二次电流分布接口对 X80 钢焊接接头在 CO2 饱和的 NACE ... 詳細を見る
可穿戴设备是近几年发展最快的电子产品之一，但是目前电池寿命仍然不够长、换电池代价高等问题制约进一步发展。为解决该问题，本文提出一种可拉伸式压电振动能量采集器，通过转化肢体运动的能量直接为设备的供能。该器件由柔性衬底、压电铁磁性悬臂梁以及磁铁组成。当衬底被拉伸，悬臂梁从磁铁上分离，进入高频振动发电状态；当衬底从拉伸状态恢复，悬臂梁被磁铁吸引，再次高频发电。本工作先建立器件 3D 模型，用 COMSOL 结构力学得到的前三阶模态阵型，并和解析计算结果进行对比，阵型函数很相近。采用压电设备和 AC/DC 电路模块进行多物理场耦合：在特征值研究中 ... 詳細を見る
为了提高质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)的效率、延长其寿命，水管理是必须解决的问题。由于原位观测电堆内部水传递状态难度较大，研究PEMFC机理并进行建模，以此预测电堆内部水传递状态具有重要意义。 本研究利用COMSOL Multiphysics®建立了沿质子传递方向的PEMFC一维动态机理模型。模型采用多孔介质中的多相混合物传递理论描述两相流，并对催化剂层的Schroeder’s paradox进行了数学描述。模型将PEMFC划分为阳极GDL、质子交换膜和阴极GDL三个域 ... 詳細を見る
透明导电薄膜是柔性触摸屏、太阳能电池、透明加热器等现代设备中的关键部件。基于模板法制备的透明导电薄膜没有结电阻，具有高光学透明度及低薄层电阻，特别适用于透明加热器中。这种透明导电薄膜的电学、光学性能及稳定性与其中随机金属线网络的几何结构有着紧密关联。由于随机的金属线网络尺寸小至微米甚至纳米级，只能通过高分辨率的红外显微镜研究薄膜电加热时的温度分布情况，而其中电流的分布则要通过数学方程计算。因此，需要开发一种电-热耦合模型，探究透明导电薄膜在电加热过程中的电流及温度的分布情况，分析薄膜电加热性能与金属线网络几何结构的关系 ... 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
过去十几年里，量子点从材料科学到生命科学、从基础研究到实际应用都开展了广泛的研究。量子点在生物成像、光治疗、药物/基因转运、太阳能电池等领域均具有广泛的应用。通过调节量子点的表面性质，实现量子点与细胞相互作用的可控性是一个关键的问题。本文主要利用胶体化学合成的方法在油酸-石蜡的体系下制备了TiN/CdSe量子点的生物陶瓷复合材料，并研究了这种生物陶瓷复合材料在荧光发光方面的性质以及发光的机理，为后续使用其可见-近红外光热检测探究医学病变细胞有重要的作用。采用连续胶体化学法制备了TiN/CdSe量子点生物陶瓷复合材料。利用SEM、TEM和EDX对纳米复合材料的表面形貌 ... 詳細を見る
In recent years, fire and explosion accidents of mobile phones and electric vehicles are very common. If the heat generated by the battery cannot be dissipated in time will cause the battery temperature rise, or even thermal runaway. Therefore, it is necessary to decrease the heat ... 詳細を見る
Lithium ion battery safety problem has attracted the whole world’s attention essentially after the explosion of Samsung Note 7. This work mainly deals with the study of the generation, characteristics and prevention measures of the battery fire. Firstly, the heat generation rate of ... 詳細を見る
A new method is proposed to study battery thermal behavior under nature convection condition, especially focusing on temperature rising and inhomogeneity of battery. Using porous electrode theory, an electrochemical and homogenization heat source thermal coupling model and an ... 詳細を見る