Technical Papers and Presentations

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

生物医疗电子产品成为当前发展的新热点，为了与人体表面皮肤贴合，各种柔性材料用于制备医疗检测器件。其中，PVDF材料拥有良好的柔性、压电性、压阻性和生物相容性，可制备适用于符合人体力学的柔性探测器。PVDF材料具有很大的压电电压常数，微小的形变能产生较大的电势差。利用此特性，可检测颈椎、腰椎和膝关节的运动状况，极大的避免造成人体损伤。 利用Comsol多物理场有限元仿真软件，构建PVDF柔性器件结构，设置驱动材料和电极材料相关参数参数，选取固体力学模块和AC/DC模块，网格化分析求解，量化PVDF柔性器件形变和电压的关系。 comsol有限元分析软件具有多个专业模块 ... Read More

利用高压电容器对单匝线圈放电是产生脉冲强磁场的技术之一，其电路模型简单，可以等效成RLC串联电路，但过程复杂，涉及电磁学、力学、热学、等离子体科学等众多学科。本文分析了其具体过程，并利用 COMSOL Multiphysics® 仿真平台进行了模拟，建立了二维和三维单匝线圈模型，重点研究了线圈的动态特性对磁场分布的影响，并对比了其结果和模型准确性；然后，讨论了线圈的尺寸和所产生磁场的关系；最后通过实验验证了仿真模型的准确性，为今后的相关科学研究奠定了基础。 Read More

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 ... Read More

在溢流法(Overflow Method)盖板玻璃制造中，原料进入窑炉后高温熔解，而后经由铂金通道做澄清消泡和搅拌的动作，最后进入成型磗溢流而出成板材，下拉退火，切板进入后端制程。业界对盖板玻璃要求愈来愈高，尤其近日 Iphone12 推出的微晶玻璃前盖，更是将盖板玻璃制造工艺推进到全新高度。高质量的盖板玻璃工艺控制非常精密，整体制程的流场、温场、电流密度…等等需有完整科学化的研究。Comsol Multiphysics 提供了方便使用的二相流模型可供调用，例如，Dispersed multiphase flow models (bubbly flow…等等) ... Read More

基于声学透镜的声学聚焦技术已经在医学检测及医学治疗中有着广泛应用，特别是在 HIFU 技术中有着重要的地位。虽然近几年声学聚焦技术已经有着很多的成果，但是由于“衍射极限”的问题，聚焦区域有一定的限制。声学超材料技术是当前物理领域的热点，该技术的相关成果和优势已经渗透到多个学科的研究中。本文为了更好地抓住学科交叉的技术优势，发挥声学超材料在声学聚焦技术中的优势，使用 COMSOL Multiphysics® 进行了水下聚焦超声技术研究，得到了较好的实验效果。这些研究对推动我国的声学透镜技术研究有较大的帮助，对基于 COMSOL 的有限元分析声学透镜技术有较大的借鉴。 Read More

飞机燃油系统雷电防护是飞机设计中需要考虑的一个重要部分。用实验方法研究成本较高，且周期长，数值仿真方法具有明显的优势。本文基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，建立内部带有液压管和燃油管的燃油箱系统模型。通过电-热耦合仿真考察雷电流在燃油箱上的传导路径，根据电流分布及温度分布给出成为潜在点火源的位置。进而对比研究了两端是否屏蔽对燃油系统上雷电流物理特性的影响。仿真结果表明：飞机燃油箱系统遭受雷击时，成为潜在点火源的位置有卡箍边沿、17号肋与燃油管和液压管连接处、燃油管和液压管以及桁条上距离16号肋和18号肋上开孔较近的地方 ... 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

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 ... Read More

本文基于Helmholtz原理设计了一种穿孔板与共振腔的复合吸声结构，利用COMSOL软件中压力声学模块对该结构进行参数化仿真分析，探索了多参数腔体的宽带吸声调控机制，最终设计出了一种在中低频率处具有较好吸声性能的穿孔腔体吸声结构单元，可以很好地改善传统吸声材料中低频吸声不足的缺点。 Read More