See How Modeling and Simulation Is Used Across Industries
Multiphysics modeling and simulation drives innovation across industries and academia — as is evidenced by the many uses showcased in the technical papers and posters presented by engineers, researchers, and scientists at the COMSOL Conference each year.
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共振声混合是利用振动频率在60Hz左右、振动加速度不超过100G的垂直振动使被混物料产生全场混合效应，被认为是“含能材料领域的颠覆性技术”。然而，该技术是一项基于多物理场耦合的新型混合技术手段，其混合机理仍然不够完善。本文以呈现幂律非牛顿流体特性的复合含能材料为研究对象，利用COMSOL软件开展流-固-声多物理场耦合的数值仿真研究，模拟流体的混合过程，依据不同类型的混合方式计算流场的等效参数，构建声源模型，提出一种基于双向-流固耦合的多阶段混合声场表征方法，计算声辐射力，明确声对于幂律非牛顿流体共振声混合的强化作用。结果表明 ... Read More
本文旨在通过计算流体动力学（CFD）仿真，探究双塔风冷散热器风扇不同装配方式下的散热性能差异。研究以一款典型的双塔散热器为对象，利用 COMSOL Multiphysics 软件建立详细的仿真模型，对比两种主流风扇布局策略：即制造商推荐的“同侧同向吹风”配置，与创新提出的“两侧对向吹风”配置。 在仿真建模中，首先精确复刻了双塔散热器的几何结构，包括散热鳍片阵列、热管和底座，并对风扇的流体特性进行了简化处理，将其作为具有特定压-流曲线的边界条件，而非完整的几何模型，这极大地简化了计算量。模型中，空气被视为可压缩流体，遵循 Navier-Stokes 方程和能量守恒方程 ... Read More
在干法刻蚀工艺中，刻蚀腔室内部可能存在带电尘埃颗粒，研究带电微粒在等离子体中的行为，以及带电微粒对等离子体的影响具有一定的实用价值。本研究引入层流、等离子体时间周期和流体流动颗粒追踪物理场，研究得出带负电的尘埃颗粒在RF等离子体中被限制在RF电极上方的等离子体鞘层区域，这与J. Beckers et.al研究的一致。 Read More
为深入探究材料属性对电弧等离子体热力学特性的影响，本研究以反应烧结碳化硅（RB-SiC）陶瓷为研究对象，基于 COMSOL Multiphysics 建立了耦合电流、磁场、层流及流体传热的磁流体动力学模型，并与304不锈钢进行对比分析。该模型综合考虑了电流、磁场与流场之间的能量转换，以及等离子体对电极与工件的热量传递，能够较为准确地描述电弧等离子体特性。结果表明，相较于304不锈钢，RB-SiC 等离子体具有更高的温度和热通量，但由于其极高的导热系数，工件在击穿后能迅速达到热平衡，且最终温度显著低于不锈钢。同时，RB-SiC 的等离子体最高温度位置不随脉宽变化 ... Read More
纳米磁流体具有高靶向性和可控性，在药物靶向释放，磁分离以及微流控领域中引起广泛关注。磁流体是在基础流体如水、乙二醇等溶液中分散直径小于 20 nm 的磁性粒子，其作为一种新型的高传热性能的能量输送媒介，在其应用过程中传热性能是不可忽略的。国内外许多学者对磁性流体流动与强化换热机理进行了许多研究，取得了大量的研究成果。磁流体由于具有磁性和流动性，在外加磁场作用下，利用磁场调控能够有效增强换热效果。基于此本文在稳态条件下，利用磁场、流体和传热多物理场耦合方式，针对二维通道内磁性流体进行数值仿真计算，通过设置不同磁体组合、纳米流体体积分数和磁场强度研究磁流体的传热性能。 Read More
本研究聚焦于混沌流与电磁热耦合机制及其在厘米级流体系统中的协同增效作用，通过COMSOL Multiphysics平台构建了介尺度C型混沌流微波加热系统的多物理场耦合模型。研究采用数值模拟重点探究C型周期性几何结构参数（周期间距Ld、通道截面纵横比W/H）对层流混合效率与电磁传热性能的影响规律。通过参数化建模实现了流体动力学、电磁场及传热场的双向耦合计算，系统揭示了混沌对流扰动与微波非均匀加热的互馈机制。 模拟结果表明：C型混沌流道通过周期性流向反转产生拉伸折叠效应，在Ld=20-30 mm范围内可实现最优混合指数（较传统结构提升42%），通过协同优化Ld=25±5 ... Read More
本文研究一种新型连续流微波反应器，将高效的微波辐射技术与混沌强化混合技术耦合。运用COMSOL软件对在雷诺数为0.1至100的混相流体的传质性能和传热性能进行数值研究，以期为未来提高连续液-液化学反应的产量提供理论依据。难点在于：微波传输的不确定性使得传统实验和理论方法难以理解能量输入-吸收关系[1-2]，导致加热效率低下[3] 、加热均匀性较差[4-6]。同时，传统方法很难预测微波加热不同流体的效果，因为小的干扰和协同效应可能会导致剧烈的变化[7-11]。 本文提出了一种基于混沌对流强化的微波反应器，使用层流，电磁波，稀物质传递，流体传热等物理场，通过数值模拟理论分析 ... Read More
本研究针对浸没式电池热管理系统在静置工况下的自然对流特性展开探讨。采用新型低黏度油液作为浸没介质，设计了典型的电池热管理单元和模组。基于电池产热模型，利用COMSOL Multiphysics建立了三维数值模型，耦合求解传热与流体流动方程，并结合Boussinesq假设描述自然对流效应。通过实验对比电池在空气及油液中的放电温升，验证了模型可靠性，仿真与实测结果差异小于1.5 ℃。结果表明，随着浸没液厚度增加，自然对流逐渐增强，液体最大流速超过2.5 mm/s。液层厚度为10 mm 时，电池平均温度下降1.4 ℃，但温差由1.27 ℃增至 3.14 ℃ ... Read More
钙钛矿纳米晶的合成通常是使用间歇式搅拌系统进行（将前驱液滴加入反溶剂甲苯）。宏观间歇式反应器在高耗能的同时，并不能保证制备的纳米晶的尺寸均匀可控，实验的重复性也不好。而微流体具有高效的传质传热特性，以及良好的可操纵性。同时体系反应体积的急剧下降使得反应过程的不确定性大大降低。这样保证所有晶体拥有相同的成核和生长环境。所以使用微反应器制备的纳米晶的尺寸均匀可控。由结晶动力学可知，结晶过程的溶液过饱和度以及晶核周围的速度场分布对产物晶体有影响。所以我们使用COMSOL软件对比了微反应器和间歇式反应器运行时的体系的速度场和浓度场的分布情况。以达到调控产物晶体的质量的目的。 Read More
电感耦合等离子体是一种将外部电源提供的能量经电感线圈以电磁场的形式耦合传递给等离子体以维持等离子体放电的技术。本文在原有电感耦合等离子体源的基础结构上，通过在放电腔室外放置若干个闭合铁氧体磁芯，将电感线圈绕制在磁芯上来达到改善性能的目的。在这项工作中，我们利用COMSOL在射频电源相对较低频率(400KHz)的情况下，对低气压(10Torr)氩气介质带有磁芯的圆柱形ICP进行了多物理场耦合仿真，其中包含电磁场、等离子体、流体场和温度场，得到了包括电子密度、电子温度、流场速度与背景气体温度等物理场分布。结果表明，在放电功率为400W左右时 ... Read More