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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旋动血流是人体中广泛存在的一种正常生理现象，它可以提高壁面剪切力，抑制动脉粥样硬化、内膜增生、血栓粘附等疾病的发生。但是对其产生的原因，一直没有确切的定论。鉴于下肢动脉内壁具有螺旋褶皱，螺旋型支架可以引导旋动流，我们提出一种新型内壁有螺旋褶皱的血管模型。 在COMSOL 中，借助CFD及结构力学模块添加多物理场。对模型进行血流-血管流固耦合仿真，研究血流的流动模式，计算血液流动在心动周期不同时期的血管形变、壁面剪切力、血流速度和流线分布。血流采用不可压缩非牛顿流体，血管使用线性、各向同性线弹性材料。在边界条件方面，入口采用层流流入，速度符合脉动曲线。出口压力符合压力曲线 ... 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
沥青混凝土是一种典型的多相粘弹性材料，超声波在其中的传播规律非常复杂。不同温度下沥青混凝土的粘弹性差异非常明显，导致超声波的传播衰减比较显著。为确定合适的温度范围，基于COMSOL的固体力学模块，本文建立了超声波在沥青混凝土中的传播模型来探究振幅和波速对温度的敏感性。传播模型主要分为沥青混凝土和压电换能器两部分，其中，沥青混凝土部分采用蒙特卡洛方法构建二维三相沥青混凝土传播介质（集料、沥青砂浆和空隙）；压电换能器部分则为一发一收式。基于Burgers模型，本文选取了四种典型温度 (-10℃、10℃、20℃和30℃) 下的沥青砂浆参数 ... Read More
铝合金的微观结构非常复杂，含有一系列的金属间颗粒夹杂(Intermetallic particles，IMPs)，这是由于在合金冶炼过程中人为添加的合金元素经过一定的热处理后产生的，这些IMPs的存在提高了其机械性能，但大量实验证明IMPs的存在往往与点蚀的触发与发展有着密不可分的联系。经过十数年的努力，目前利用超微电极配合微液池和显微镜以及通过控制冶金条件合成大颗粒IMPs进而进行宏观测量已经成为研究IMPs的电化学性能的主要途径。然而独立的IMPs的研究只能揭示其在不同环境下腐蚀电位、点蚀电位、极化曲线等电化学参量， IMPs相互之间以及与铝基体耦合的微区域在扩散 ... Read More
电声产品测试为了更贴近于实际人耳感受到的灵敏度，通常测试时会带上一个耦合腔来模拟耳道的情况，使麦克风测试到的声压更接近于人耳感受到的声压。目前测试较为普遍配合的耦合腔一般有711高漏仿真耳耦合腔、711低漏仿真耳耦合腔和318仿真耳耦合腔。电声产品经过不同的耦合腔测试会在整个频段体现出不同的声压级，设计电声产品的前期，需要了解到不同耦合腔是否可以满足设计需求。使用COMSOL可以对细窄管道和狭缝区域模拟分析，将耦合腔的特性准确仿真模拟出，有效预知电声产品经过耦合腔之后的性能特性。 Read More
预制装配式综合管廊具有工期短、成本低、质量高及占地少等诸多优势，目前对复杂工况下预制管廊结构以及管节连接处的受力性能还缺乏深入分析。为研究装配式预制综合管廊结构及其连接特性，以北京市通州区某文化旅游区预制综合管廊为研究背景，结合装配式综合管廊工程的施工过程，采用COMSOL有限元分析软件建立三维数值模型。管节与管节之间采用平口通缝拼装形式，构件纵向使用弧形螺栓连接，借助软件内置的螺栓组件模拟管廊纵向连接。建立管节安装、回填、运营三种工况，对管廊混凝土结构和连接螺栓的变形和受力进行分析，并提出结构存在安全隐患的区域和可能存在的破坏模式。 Read More
能量存储技术是减少能量浪费和节约能源的最为有效的手段之一。热化学储能技术具备高功率、大容量和低损耗的特点，在实际应用中可近乎无损耗地进行跨季节性利用，上述优点使得热化学储能近年来吸引了国内外学者的广泛关注。热化学能存储过程涉及流动、传热、传质、反应多个物理过程，为了完成实验室级测试到工业级应用的推广，储能设备的仿真模拟是必不可少的一环。为了简化计算，目前几乎所有的数值研究都假设储能材料的孔隙率为均匀且定常的；但在实际的物理过程中，孔隙率与反应程度紧密相关并随时间和空间变化。本文通过推导建立孔隙率变化的热化学储能模型 ... Read More
电流变阻尼器是基于电流变液智能材料开发的一种新型阻尼器，其阻尼响应特性可通过改变外加控制电场进行动态调节。传统均匀场控电流变阻尼器无法满足高冲击载荷下的应用需求，现有研究表明控制电场采用具有平行于剪切应力方向分量的非均匀电场可改善这一问题。非均匀场控电流变阻尼器采用交指状电极结构，可提供满足要求的非均匀控制电场。本文应用COMSOL Multiphysics仿真软件对交指状电极结构所产生的有效电场分布情况进行仿真分析，并改变相应电极结构参数来分析电流变液工作区域内有效电场强度平均值的变化情况，最后得到了电极结构参数对有效电场强度平均值的影响规律 ... Read More
为实现超声导波对零部件的遍历检测，需研究超声导波相位模态控制与空间聚焦双相控技术。本文建立了超声导波阵列传播模型，推导得到二维阵列相位模态控制与空间聚焦双相控方法，在有限元软件COMSOL中运用固体力学物理场接口，建立铝板超声导波二维阵列聚焦传播模型，通过对各阵元添加不同的延时控制，实现激励模态控制与空间聚焦仿真，获得激励模态下铝板中超声导波传播的位移场分布，为超声导波阵列换能器的研制以及聚焦实验研究提供了有力依据。 Read More
多孔材料的透水过程模拟；假定多孔材料有限元模型中连通孔隙的水体，以自由渗透的方式通过所构建的多孔材料模型。纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equation）是用于描述流体运动方程，可以看作是流体运动的牛顿第二定律，简称N-S方程。模拟采用了该运动方程。通过仿真研究获得了多孔材料有限元模型渗流速度云图和多孔材料有限元模型二维截线处水头压力分布图。结果表明: 多孔材料二维有限元模型的渗流速度在整个渗流段呈现不均匀分布趋势。孔隙之间的间隙越小，渗流速度越大，孔隙间隙越大则渗流速度越小。在最窄的孔隙中，速度幅度高于进口处，在通道横截面积增大的地方 ... Read More