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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利用流体力学模型使用COMSOL软件进行潘宁离子源结构的建模，通过该软件试图找出潘宁离子源的最优结构。离子源结构被广泛的应用在各个领域，有着重要的作用，因此找到离子源的最优化结构是值得研究的课题。 主要使用COMSOL软件的等离子(plas)模块，添加AC/DC模块多物理场进行电容耦合计算，几何模型采用二维轴对称来构建离子源结构。使用COMSOL建立并模拟潘宁离子源的操作步骤主要是以下部分：1，先建立离子源的几何模型，通过手动一步一步绘制或者通过导入模型都可以达到一致的效果。2，设置材料。根据潘宁离子源的实际情况对先绘制的几何模型的各个部分进行材料给定，包括 ... Read More
目前大部分研究集中于空气声学领域，水下声学超材料的报道相对较少。由于水的声学阻抗远大于空气，所以水下声学超材料的设计思路与空气中的相比有很大的不同。针对水下声学超材料，人们提出了一种声学软超材料的概念，即把密度或体积模量远小于水的材料填充在水介质中来构建超材料。然而如何有效且有实际应用价值地制备声学软超材料，仍然是一个难题。本工作通过结合3D打印和材料表面疏水性质，提出了一种制备以气泡为共振单元的超材料的通用方法。利用3D打印的方法制备表面疏水的镂空框架结构，将其浸没入水中后镂空框架中就会形成气泡。这种方法能实现水下三维气泡阵列的快速制备，气泡的形状、大小 ... Read More
全球能源需求的不断增长，以及解决与日俱增的环境污染和气候变化的迫切需求，都在不断地刺激着更有效的能源获取技术。虽然在盐度梯度中发现了可提取的能量，即通过开发自然水生系统来获取蓝色能量(blue energy)，但单位面积上的能量功率(~5 W/m2)并不高。为了进一步提高能量转化效率，就不能单纯依靠吉布斯自由能(Gibbs free energy)，还应该充分利用磁场。故，探究磁场对带电纳米孔道中阴阳离子输运的影响，来启发实验取得进一步的突破。 应用了AC/DC模块和化学物质传递模块中的稀物质传递，以及对传递属性中的弱表达式进行修改。从而实现磁场 ... Read More
三维封装技术是下一代集成电路最有潜力的发展方向。然而，由于三维封装结构的高度复杂性以及多尺度问题，若对所有细节进行建模，将会消耗巨大的计算资源，导致分析效率非常低下。例如，典型的硅通孔结构由圆柱型的金属导体以及外部包裹的一层非常薄的氧化层（微米级）所构成，使得三维封装整体结构的网格剖分非常稠密，严重影响求解效率。本文研究包含多个硅通孔的复杂结构热仿真问题。为了提高仿真效率，将含有薄氧化层的圆柱形硅通孔结构等效为不含氧化层的简化方柱结构。通过COMSOL软件的传热模块对简化方柱结构的等效热导率进行准确提取，包括水平方向和垂直方向的热导率参数。然后，基于上述等效模型 ... Read More
ME天线是一种新型天线结构，同时具有磁偶极子和电偶极子的功能，z发射ME接收的信号中包含zz和zx两个分量信息，具有线圈间距短、信号强、方位角敏感和探边距离远的特点，与水平发射线圈组合可以实现钻头前方远探测能力，在随钻地质导向中具有重要的应用。本文利用COMSOL Multiphysics软件中的AC/DC磁场模块对ME天线的探测特性进行了数值模拟分析。 首先根据仪器的简化模型，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水平响应模型，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。结果表明，ME天线在不同源距、不同仪器位置的响应规律不同 ... Read More
熔喷是工业上用于制备微米纤维非织造布的一种工艺方法。在熔喷过程中，高聚物熔体经过高速、高温气流的拉伸，在接受装置上固化结晶形成微米纤维非织造布。由于熔喷材料具有很高的比表面积，因而具备良好的过滤性、吸附性、隔离性，可用于过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料等领域。熔喷材料的优异性能是基于熔喷纤维的微纳米级的尺度，降低纤维的直径有利于提高熔喷产品的性能。由于纤维的拉伸细化发生在气流场的运动过程中，因此对纤维运动的研究具有重要意义。本研究将高聚物与气流所形成的混合体系作为两相流来处理。我们采用Comsol multiphysics 的水平集方法对熔喷过程的高聚物 ... Read More
精确监测电缆载流量对海南联网系统500 kV海底电缆的规划和运行具有重要意义。目前进行载流量计算的方法主要分为三类:解析法、数值解法和试验测试法。数值解法是进行海底电缆温度场分析时最常用的方法,其中有限元法能很好的模拟各敷设情况下电缆的实际运行情况,省去了实地测试成本,又保证了计算精度。本文利用COMSOL仿真软件研究了一种基于分布式光纤传感技术的海底电缆载流量多物理场仿真方法。 根据海南500kV海底电缆敷设的实际情况，建立四种不同的仿真模型，分别为空气裸露段、登陆段、潮间带和海床。根据不同模型中海底电缆、光缆的物理参数和外部环境物质的材料设置边界条件 ... Read More
马兰戈尼（Marangoni）流是由液体表面张力梯度引起的流体流动现象。流体表面的温度梯度和溶质浓度梯度都可以形成表面张力梯度。本论文研究在一个准二维空间中的液滴由浓度梯度引起的马兰戈尼流。一滴水滴被夹在两个玻璃片之间形成一个薄的圆形液膜。在这个圆形液膜周围构造一个有梯度的有机溶剂（如乙醇）蒸汽浓度场，水滴表面不同位置溶解有机溶剂的量不同从而产生浓度梯度，进而形成马兰戈尼流。或者在溶解有表面活性物质的水滴周围构造不均匀的表面蒸发速率，同样能产生表面浓度梯度和马兰戈尼流。通过使用COMSOL我们可以方便的模拟流体流动，蒸发和稀物质传递相互耦合的问题。首先 ... Read More
摘要：机械搅拌作为一种重要的混合技术在化工生产、环保安全、生物制药等领域有着广泛的应用。搅拌效率和流场的分布是衡量搅拌质量的重要指标。然而，在层流搅拌流场中，搅拌桨周期性的扰动产生环形动力流场，搅拌槽内普遍存在混合隔离区，成为实现高效混合的主要障碍。合理的设计搅拌反应器强化流体流动与混合行为，是实现流体高效节能的重要手段。本研究基于有限元方法采用COMSOL-Multiphysics®分析平台的搅拌器模块中的层流接口进行模拟计算，参照搅拌器模块“案列库”中的“模块化搅拌器”边界条件，采用滑动网格技术求解 Navier-Stokes 方程模拟中低雷诺数的瞬态搅拌流动 ... Read More
激光熔凝通常被作为材料表面的最终处理工艺，然而激光熔凝处理后，材料表面容易出现高低起伏的波纹，降低了其表面质量。因此，为了在激光熔凝处理后获得平整的表面，同时降低后续机加工所需的成本和时间，本文提出了利用稳态磁场抑制激光所致熔池运动的方法。以固液相变统一模型为基础，建立了考虑热传导、流体运动、相变及电磁场作用的多物理场耦合2D瞬态仿真模型，将洛仑兹力以体积力形式添加到动量方程源项中，并利用移动网格（ALE）的方法在模型中计算了熔池表面的运动形态 ... Read More