Technical Papers and Presentations

几十年来，国际上大型放射性加速器核束装置得到快速发展，使得产生滴线区不稳定原子核成为可能。作为加速器装置最为重要的组成部分之一，离子源为放射性核束的产生提供了第一驱动力。世界上比较主流的离子源主要分为表面离子源，等离子体离子源，ECR离子源等，我们在此基础上，在国内首先发展了激光烧灼离子源，其基本原理是用一束532nm的脉冲激光轰击靶材，靶材原子中的核外电子被电离之后形成带电离子，在电场作用下从靶材中提取出来，然后经过一系列提取电极，加速电极，聚焦电极，修正电极之后传输到束流线终端。在这一过程中，离子源内部束流光学的模拟显得尤为重要，直接关系到加速器束流传输的效率 ... 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

磁感应层析成像因为具有非侵入，无辐射，装置便携以及低成本等特点在医学成像领域受到了广泛的关注。这一技术基于电磁感应原理，可以实现对生物组织的非接触测量。此外，由于磁场可以穿透低电导率的颅骨，使其对颅内出血的检测成为可能。本文旨在通过comsol仿真验证这一技术在颅内出血检测中的可行性，首先，基于真实人体头部的MRI图像在comsol中构建了人体头部的三维解剖模型。并设计了一种能够减小主磁场影响的平面式局部传感器阵列结构，并构建了它的几何模型。然后利用comsol中的AC/DC磁场模块完成了传感器阵列中线圈参数的设置。最后通过频域仿真分析 ... Read More

电声领域的仿真，包括电磁感应、力学应力应变、声学性能、降噪电路等方面的仿真。 COMSOL既可以从单独物理场对需要研究的专业领域进行仿真分析，又可以将多个物理场耦合到一起对多个物理场条件下的领域进行仿真，极大的提高了电声产品的开发效率。 Read More

随着社会进步和发展，能源紧缺的问题日益突出。生物柴油因十六烷值高、无毒、可再生等突出优势正成为新能源开发热点。微波辅助生物柴油制备反应时间短、能耗小、环境污染少，所以设计高效的微波反应釜制备生物柴油势在必行。 针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题，本文设计了一种可以明显改善微波加热均匀性的夹层釜式微波反应器。然后，再引入能改善物料流体传热的搅拌桨装置。通过电磁场、温度场和流场控制强化液体物料传质传热，进而促进生物柴油的制备。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行，分别是用于计算反应器内电磁场分布的“电磁波，频域（emw）”接口 ... Read More

随着电磁波应用功率的提高，大功率环形器的电磁损耗不可忽视，并造成环形器在工作过程中发生温度变化，导致环形器性能出现不稳定状态。针对大功率环形器在工作过程中温度变化对性能的影响，利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真软件，对大功率微波环形器进行3D建模，并在该模型基础上，对电磁场、固体传热和固体力学进行多物理场之间的耦合仿真，最终得到大功率微波环形器在工作过程中的电磁分布情况、损耗情况、温度分布情况以及结构参数等发生的一系列变化，并进一步考虑风冷及饱和磁化强度参数对大功率微波环形器性能的影响，为大功率环形器的综合设计提供理论依据。 Read More

高温超导磁悬浮轴承是超导磁悬浮系统的重要应用之一。在高温超导悬浮系统的数值计算过程中，描述超导体和永磁体的相对运动是一个相对复杂的问题。针对这一问题，我们利用COMSOL Multiphysics ®软件，对永磁域和超导域分别求解磁标势和磁场强度，然后再耦合处理。求解磁标势的区域可以方便地使用非连续性网格来保证物理场的连续性，从而有效解决超导体和永磁体相对运动的问题，并且针对复杂的结构也能够方便建模，快速求解。本文针对某径向型高温超导磁悬浮轴承进行了计算，能够得到与实验较为吻合的数值结果，验证了方法的有效性，这对超导磁悬浮轴承的设计、优化及特性研究具有一定的工程意义。 ... Read More

基于纸基微流控芯片(μPAD)的核酸提取和扩增反应需均匀稳定、快速响应的热源。半导体制冷器具有无需制冷剂和体积小等优点，可为纸基芯片提供便携式、低功耗分析平台。相较于其他传统核酸扩增与检测设备，μPAD可以借助内部纤维结构的毛细作用自驱动输送流体介质。并且，微尺度下纤维结构具备较高的比表面积，在原理上可改善常规比色、荧光等检测方法的检出限和精准度。然而，滤纸材料本征参数对试剂溶液动态扩散过程和反应结果影响很大，数值仿真模拟是μPAD性能分析和优化设计的重要途径。本文应用COMSOL®热电效应耦合模块和非等温流动耦合模块，获取芯片内部的温度场信息，评价μPAD温控系统设计 ... Read More

近年来近钻头测量受到越来越多的青睐。近钻头测量信号要绕过螺杆钻具传给井下通讯短节，在螺杆钻具上很难实现有线通讯，所以跨螺杆无线短传成为近钻头测量的关键技术。本文利用COMSOL Multiphysics软件中的AC/DC磁场模块对螺绕环天线的响应特性进行了数值模拟分析。 首先利用电磁场公式将有尺寸的螺绕环等效为通磁流的圆柱面并推导出磁流面密度公式，应用COMSOL软件，使用三维建模的方式，建立研究所需测井仪器的响应模型，并开展网格剖分和模型验证工作，对最终的响应特性进行深入分析。得出了螺绕环在均匀介质中的感应电动势 ... Read More

近年来，一些研究人员基于金属波导的结构色散实现了各向同性的波导超材料，并研究了其各种各样的应用。然而，各向异性的波导超材料却没有得到深入的研究。我们利用金属平板/矩形波导在TEm模式下的结构色散，并在波导内部周期性交替填充两种不同的电介质A和B，并辅以细金属线连接上下金属板，从而可以将整个波导系统等效成二维TM偏振下的各向异性有效介质。我们发现在金属波导内沿着A-B多层介质的两个光轴方向存在两个不同的截止频率。当工作频率处在这两个截止频率范围内时，整个波导系统等效后的有效介质等频率曲线呈现出双曲函数的形式，即实现了双曲型波导超材料；当工作频率在较高的截止频率附近时 ... Read More