Technical Papers and Presentations

人体的组织和器官处于正常与病变状态的电导率存在差异，通过组织电学特性的改变有望早期发现生理、病理异常，为疾病早期诊断提供数据支持。磁声电成像是一种新兴的电学成像方法，置于静磁场和声场中的目标体受到洛伦兹力的作用，而产生电荷分离，进而在目标体中形成随超声传播而变化的电流分布，通过电极或线圈检测实现信号的测量，进一步实现电特性成像。在进行电特性成像过程中，电流密度的分布对于磁声电成像系统的设计意义重大。 本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础，使用声学、结构力学、AC/DC模块搭建磁声电成像有限元计算模型，声学模块用于计算声场分布 ... Read More

这项研究探讨了在高温高压环境中无线无源温度和压力传感器的多物理场分析与仿真。研究的重点在于评估电磁-热-机械耦合效应，以提高传感器在极端条件下建模的准确性。研究中使用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型进行仿真，通过射频、传热、结构力学三个模块间的多物理场耦合方程，分析并仿真传感器模型中各物理场之间的耦合关系，以定性和定量分析它们的重要性。三个模块中分别使用了电磁波，频域 (emw)、固体传热 (ht)、固体力学 (solid) 物理场接口，并用电磁热（微波加热）、热应力，固体等多物理场耦合接口来仿真器件中的多场耦合效应。 仿真结果显示 ... Read More

越来越多的旅客喜欢选择高铁动车组出行，这就引起了电磁场对健康不利影响的关注。本工作的目的是为了评估高速动车组满载乘客时，由动力电缆产生的电磁辐射对乘客健康的安全评估。基于CRH5 模型，利用有限元软件构建了一个包含真实车厢、两组动力电缆和84名乘客的电磁模型。本文计算了车厢内、乘客体内和体表的感应电场和感应磁场分布。结果显示：车窗上的感应电场和感应磁场大于乘客体内和体表的感应电场和感应磁场，车窗上的感应磁场最大值为2627.10 uT，远大于INCIRP导则的相关标准；本文提取的84名乘客大脑组织中的感应电场和感应磁场的最大值 ... Read More

探地雷达作为无损检测方法，在路面病害检测中已经得到越来越多的应用，但是由于路面内存在大量空隙，而这些空隙如何影响病害的识别不得而知。该模拟主要解决使用探地雷达进行路面内病害检测时，电磁波在随机空隙分布路面内的传播状况分析。模型设置中，首先用矩形代替路段，然后通过编程产生随机圆形，使圆形分布在矩形内并控制其总面积并将圆形统一到一个并集，做差集将圆形从矩形中减去；分别赋予圆形并集和矩形差集不同的材料参数。在研究中应用波动光学模块中的电磁波瞬态，将整个模型置于波动方程中，并对模型外边界采用散射边界条件，其中上边界的散射边界条件给予入射电场以产生电磁波 ... Read More

生物组织的生理和病理结构发生变化时， 导致组织电导率发生变化。因此，通过检测组织电导率来及时发现组织结构生理和病理情况，可以为癌症早期诊断提供依据。磁声电成像(MAET)是一种新颖的医学成像方法，由于在成像过程中使用了超声激励和电阻抗电极检测，所以其图像具有超声成像的高分辨率和电阻抗成像的高对比度。本研究使用的接口有压力声学时域显式和电流，仿真中使用2 MHz，2个cycle的正弦脉冲驱动聚焦超声探头，求解时域显式压力声学方程，获得组织振动速度。然后在电流接口中设置外部电流密度，把速度洛伦兹项耦合进外部电流密度，使用接地和浮电势检测电极上采集的磁声电电压 ... Read More

三自由度永磁球形电动机（PMSM）是一种能够完成空间三自由度运动的结构特殊的球形电动机。电机转子体上共有4层每层10个极性交叉放置的钕铁硼永磁体，定子体上2层每层12个通电线圈，附图展示了PMSM的结构设计。 本仿真利用COMSOL软件中的AD/DC模块和多体动力学模块对PMSM进行了磁场分析、结构优化、转矩测试。 主要工作包括以下几个方面： （1）转子永磁体磁场与定子通电线圈的磁场耦合而产生电磁转矩。利用AC/DC模块对整个球形电机进行磁场仿真并分析，在此基础上对永磁体进行优化。 （2）永磁体的结构参数和结构形式会对转矩特性产生影响 ... Read More

以内表面为主要工作面的管状工件，常因表面磨损、腐蚀等发生早期失效，其表面强化问题在工业应用中具有迫切的需求。真空阴极电弧沉积（VAD）由于工艺温度低，离化率高（60~80%），沉积层致密等优点，是制备表面抗磨损抗腐蚀改性层的重要技术。但对管状工件而言，该技术存在离子衰减问题，即有效沉积的膜层厚度随管件深度出现明显下降，甚至在一定深度管件内表面难沉积。磁场具有使粒子发生拉莫尔回旋、梯度漂移和曲率漂移运动，从而调控粒子轨迹的作用。针对电弧发射的离子（以Ti离子为例），通过COMSOL®的AC/DC模块中的磁场接口仿真辅助线圈的稳态磁场分布，再以磁场分布结果为不变物理场 ... Read More

井旁裂缝的发育及分布影响着仪器探测油藏描述能力的感应成像。通过实验分析井旁裂缝的规模、发育位置和产状等因素对电磁探测电阻率的影响，消除井旁裂缝带来的误差，为电磁探测提供可靠的依据，保证电磁探测的精确性，在石油勘测行业稳定发展具有十分重要的意义。本文应用COMSOL 软件AC/DC磁场三维数值计算分析裂缝在不同地层参数和几何参数时仪器的响应特性。 首先利用COMSOL软件构建由目的层和围岩组成的标准地层模型，其次加入裂缝形成复杂三维几何模型。对仪器在井眼中从上至下移动，裂缝长度从小到大变化，裂缝张开度从小到大变化，裂缝电阻率与背景对比度变化情况下的响应模拟及响应规律研究 ... Read More

将扬声器的前期开发，包含音圈设计、3D绘制、磁路仿真、性能仿真全部在comsol里用一套参数开发完成。高度集成的设计方案耗时极短，可以得到扬声器开发所需的所有TS参数和性能仿真结构，并且可导出3D用于手板打样。 可记录开发过程中所有调试记录，比较后，可回溯最优方案的参数。 全程可视化建模，清晰展现设计意图。 Read More

摘要：磁性元器件广泛应用于开关电源系统中，例如：变压器用于电磁能量变换，起到隔离、电压变换等作用；电感器用于储能、吸收电磁干扰等作用。现如今，简单的依靠以往粗略的经验公式或者解析表达式已经不能精确的计算出实际的频率、阻抗和损耗等特性，且很难解决电感器的各类特性和体积间的优化设计。针对此问题，采用COMSOL Multiphysics 多物理场耦合仿真软件。基于案例库中电感器三维建模的案例，根据电感器实物进行三维建模，利用AC/DC磁场（mf）接口和线圈几何分析，得到了在实际工程应用中指定材料和频率范围下的阻抗、电感量、磁场强度分布、热应力和趋肤效应等参数值 ... Read More