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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“极化激元”是固体物理学中的重要概念，泛指各种极性元激发与光子的耦合。其中，声子极化激元是指晶格振动的声子与电磁场中的光子相互耦合的一种极化激元波。使用飞秒光在铁电晶体铌酸锂中通过光学非线性效应可产生声子极化激元，其频率位于太赫兹波段，在晶格的振动弛豫、太赫兹光谱、与介观微结构作用等领域已有广泛应用。 声子极化激元涉及电磁场和晶格场的耦合问题，其形式满足黄昆方程。我们使用 COMSOL Multiphysics® 的多物理场（偏微分方程组以及射频模块）模拟了块状铌酸锂晶体中产生声子极化激元波的产生和传输。 铌酸锂晶体作为太赫兹应用的集成化平台 ... 詳細を見る
汽车、飞行器、舰船、高速列车等工程装备中，振动和噪声问题会严重影响装备可靠性、安全性、使用寿命和人员的健康。因此，减振降噪需求迫切，相关技术和研究也得到了前所未有的重视。 国防科技大学振动与噪声控制研究团队从2003年开始，致力于基于人工周期结构理论的弹性波传播特性、调控机理及其应用探索研究。将物理学领域中声子晶体、声学超材料等人工周期结构中的新概念与工程减振降噪应用相结合，设计研发了多种声波控制器件与结构。 COMSOL Multiphysics® 声学模块的丰富接口及其处理多物理场耦合问题的强大功能 ... 詳細を見る
使用 COMSOL Multiphysics® 仿真轴对称扬声器一般可采用 2D 轴对称模型，但在这种坐标系下无法建立扬声器测量中常用的矩形障板模型，而选择计算安装在无限大障板上扬声器的声特性，其仿真计算结果又与常见的标准障板上的测量结果在中低频段存在较大差异。 为了使无限大障板上的仿真结果与标准障板（或其它有限大障板）上的测量结果相一致，提出一种方法，利用 COMSOL 软件的 Parameter Sweep 功能，通过多次进行 2D 轴对称的电磁场、结构力学和声学三场耦合的扬声器仿真计算及相应后处理，得到安装在有限大障板上的扬声器正前方的声特性。 ... 詳細を見る
万物互联和智能工业化发展为射频集成电路和 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。射频系统内部的高密度异质集成的多物理场力－电磁－热往往是弱耦合效应，但两两之间确是强相互作用。本报告将以具体器件的多物理场强耦合相互作用的模型为例，讨论微波集成电路内部有源电路的电磁场－路协同技术以及半导体器件电－热耦合效应、新型器件FBAR滤波器内部的力－电磁－热耦合效应，以及工作频率更高的光学MOEMS微纳结构的力－电磁－热、声阻尼场的多场耦合问题。针对高密度异质集成的多物理场问题 ... 詳細を見る
微磁学仿真(micromagnetics simulation)是自旋电子学与磁学领域中重要的一种重要的研究手段，本质上通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程来对磁性体系中磁矩的动力学进行仿真。微磁学仿真的主流软件以开源为主，包括OOMMF、Mumax3等，然而其在工程上的应用以及与多物理场耦合的扩展性仍有所不足。我们基于COMSOL的Physics Builder创立了微磁学仿真模块，不仅能够实现已有的微磁学仿真功能，还能够与COMSOL内置的多物理场进行耦合，如磁弹耦合、磁光耦合、各向异性磁电阻等，为学术研究和工程应用提供了新的接口 ... 詳細を見る
在对以聚二甲基硅烷（PDMS）为腔道材料的声表面波（SAW）微流控器件建模时，通常采用简化模型来描述PDMS的声学特性。本文以声表面驻波（SSAW）微流控芯片为例，通过三种不同的方式对PDMS腔体建模，利用有限元方法分析了腔体内部的物理场和腔体内粒子的运动过程。对PDMS腔体建模时，分别采用COMSOL中的固体力学、压力声学和声阻抗边界三种方式分析PDMS腔体对微流腔内声场和流场的影响。从结果中我们发现，PDMS中的横波并不会显著影响腔体内的声场和声辐射力场，但会对声流产生较为明显的影响，进而影响受声场和流场作用的粒子运动轨迹 ... 詳細を見る
摘要：随着新能源汽车的快速发展，汽车音频功放的热设计面临着大功率和短周期的挑战。本案例中，利用COMSOL Multiphysics软件平台传热模块，使用集总参数热网络法，忽略器件的内部结构，将器件简化为热功率模块，并利用有限元方法提取关键器件间的耦合热阻抗参数，建立了基于集总热网络法的汽车音频功放温度快速预测模型，并开发了相应的App。通过仿真和测量结果的对比分析，证明该模型能够对汽车音频功放温度进行快速预测，并且具有较高的计算精度。产品工程师利用该App，可以在产品设计阶段可以快速评估各零部件的整体温度情况和能量传递关系，以确定散热规格是否满足大功率设计需求。 詳細を見る
作为智能家居的控制中心，智能音箱融合了人工智能、语音识别、大数据和云计算等诸多先进技术。但是，音箱还是其最基本的属性，发出悦耳的声音还是智能音箱最基本也是最重要的技术指标之一。智能音箱火爆全球，它给电声产业带来千载难逢的机遇和挑战。基于COMSOL®软件仿真一款Hobby HIFI经典开口式音箱的低频声场。扬声器磁路和振动系统的等效电路模型在“电路”接口中建立，可计算出活塞辐射面上的加速度；使用“压力声学，频域”和“压力声学，边界元”接口可分析得出音箱内部和外部的声场分布，它同时考虑了箱体的结构振动和声场的耦合作用，使得声场仿真结果更加准确 ... 詳細を見る
扬声器的失真问题一直受电声业界的关注，尤其是谐波失真，它是影响扬声器重放声音音质的主要因素之一。 本文提出了一种基于 COMSOL Multiphysics® 软件预测扬声器谐波失真的仿真分析方法。该方法需建立包括磁场、振动系统和声场等多个物理场的扬声器的全模型，给扬声器加载一单频电压信号，用瞬态分析的方法可求解得到该频率激励下的扬声器的多个重要物理量随时间的变化函数，如流经音圈的电流I(t)、音圈的受力F(t)、振动系统表面上任意点的位移x(t)，以及声场中任意点的声压P(t)等。给扬声器加载一个时间长度为0.1s的单频电压信号，仿真分析所得的防尘帽顶点的位移曲线 ... 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