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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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 ... Read More
管道运输在现代运输业中占有相当重要的地位，是石油、天然气远距离运输最主要的手段。为保障管道的长期安全运行、降低其腐蚀失效的风险，对其进行有效的腐蚀检测势在必行。电场指纹法（Field Signature Method，FSM）作为一种新型的无损检测技术，拥有适用范围广、监测精度高、使用寿命长等优势，安全性、敏感性和灵活性都比大多数非破坏性监测手段好，近年来在油气田及石油炼厂等领域有大量应用。但在电场指纹法中，对于局部腐蚀尤其是各种类型的点蚀的精确检测一直是腐蚀检测中的难点。本文应用了COMSOL软件的AC/DC模块进行数值模拟 ... Read More
海洋油气开采的过程中，油气在海底通过海底管线进行运输。当雷诺数改变时，海底管线周围的流场也会相应发生改变，因此研究管线周围流场分布对分析管线受力情况至关重要。本文研究了海底管道在层流和紊流的情况下，不同流速，不同的床面粗糙度以及不同位置海底管线等情况进行了建模和分析，绘制了不同情况下流场分布图。计算结果表明：（1）同一位置，不同流速下，海流绕流管线形成的流场不同，当流速超过某一限定值后，会出现涡流。（2）不同位置，相同速度下，海流绕流管线形成的流场有所不同。通过数值模拟，对不同情况下的管线受力情况有了清晰的认识，对工程实际操作可以起到指导作用。 关键词：海底管线；海流力 ... Read More
激光加热金属的热传导行为是传热应用的重要研究内容。镀有薄层金（~50 nm）的玻璃片作为表面等离子共振显微成像的传感芯片，能够用于绘制镀金玻片在汇聚激光加热下，由于温度升高而引起的金膜/水界面的折射率异相分布图像。为了研究金膜表面微小区域内的温度变化在三维空间中的分布，以及随时间的热扩散规律，我们利用传热（heat transfer）模块中的固体传热物理场建立了玻璃/金/水模型，模拟了镀金玻片表面经红外共聚焦激光加热过程中三相介质间的热扩散场分布，并与实验结果比较。其中，将玻璃和水两个域之间的界面设定为金薄膜，在物理场中采用薄层（thin layer ... Read More
一个疫苗冷链运输箱。利用COMSOL Multiphysics 软件的CFD模块对模型进行仿真，利用冷冻至-8℃的冰盒使疫苗冷链运输箱维持在2~8℃。固体冰发生相变，从而产生冰由固体到固液混合再到液体的过程。在这一过程中，可以观察到融化界面、流体域中的速度分布、温度分布。 几何模型:长方体固体冰被塑性材料（简化成薄层）包覆，竖直置于疫苗冷链箱内进行熔融过程。 边界条件：空气域:环境温度Tamb=293.15[K]，相变材料：T= 265.15[K],即冰的初始温度; 物理场接口：层流、流体传热 物理模型：1.流体设置中，为观察到冰盒内流体由温差及自然对流引起的流体流动 ... Read More
聚合物材料本身为热的不良导体，热导率仅为0.2~0.5 W/(m·K)，因此需要添加导热介质形成聚合物复合材料来提高其导热性能。然而目前聚合物复合材料的有效热导率仍低于导热填料（如 碳纳米管）理论值的几个数量级。为进一步提升聚合物复合材料的热导率，本文从聚合物成型加工流场调控角度出发，研究不同流场条件下填料形态的演变及其对复合材料有效热导率的影响规律。具体以聚碳酸酯（PC）为基体，多壁碳纳米管（MWCNTs）为导热填料，采用COMSOL Multiphysics和Matlab联用建立了填料随机分布于基体内的复合材料模型。通过调控填料的取向度、长度以及基体 ... Read More
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 ... Read More
Perfect absorbers have been intensely studied in recent years because of the fundamental physics and application potentials in many areas such as cloaking, detectors or communication [1, 2]. To achieve absorber working in the terahertz (THz) range, various devices composed of noble metal ... Read More
水力压裂是目前低渗透致密油气田开发的关键技术，水力压裂裂缝的导流能力、有效缝长和改造体积参数是影响开采效果的重要因素。本文着重考虑水平井单裂缝内铺沙浓度的分布对开采过程中压力分布的影响。首先，使用 CFD 模块中的混合流动（Mixture Model，Laminar Flow）模型对铺沙过程进行了模拟，选取速度入口和压力出口的边界条件，得到了固相体积分数的二维分布。然后，利用 MatLab 数值积分将以上得到的二维分布转换成一维，根据铺沙浓度与裂缝渗透率的经验公式，将此一维分布转换成裂缝中渗透率的分布。最后，利用 CFD 模块中的达西流（Darcy's Law ... Read More