Technical Papers and Presentations

See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development

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White Papers and Application Notes

Engineers, researchers, and scientists across industries use multiphysics simulation to research and develop innovative product designs and processes. Find inspiration in technical papers and presentations they have presented at the COMSOL Conference. Browse the selection below or use the Quick Search tool to find a specific presentation or filter by application area.

View the COMSOL Conference 2019 Collection

2018 - Allx

3D Temperature Dependent Model to Predict Hydration Kinetics of Paddy

Dr. Moses JA [1], Saikrishna Aruva [1], Dr. Sayantani Dutta [1], Dr. Anandharamakrishnan C [1]
[1] Indian Institute of Food Processing Technology (IIFPT), Thanjavur, Tamil Nadu, India

Paddy is one of the major cereal crops cultivated in the world. For prolonged storage and usage, parboiling is one of the well-known paddy processing techniques with benefits such as improved yield, sterilization against microorganisms, insect disinfestations and retention of nutrients. ... Read More

利用COMSOL Multiphysics®对锂电池进行容量衰减预测

李金东 [1], 吴旭 [1],
[1] 华中科技大学，武汉，湖北，中国

在能源危机和气候变化的背景下，电动汽车和混合动力汽车产业快速发展，锂离子电池在其中发挥着重要作用。锂离子电池使用过程中的容量衰减研究是该领域中的一个重要课题。锂锰氧化物（LMO）由于其经济、无毒害等优点，成为锂离子电池的常用阴极材料之一。有文献报道，在电解液中六氟磷酸锂分解产生质子的情况下，锂锰氧化物会发生分解，锰离子发生溶出并在阳极发生沉积，这是造成锂离子电池容量衰减的原因之一。本模型通过仿真上述过程，分析锂锰氧化物的分解与沉积对电池容量衰减的影响。使用COMSOL Multiphysics®进行建模，参考案例库中的锂离子电池容量衰减模型（Application ID ... Read More

飞机燃油箱系统雷电点火源仿真研究

杜鸣心 [1], 段雁超 [1], 朱犇 [1],
[1] 西安爱邦电磁技术有限责任公司

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

线板电极下负电晕放电的仿真研究

刘志 [1], 李家玮 [1], 韩锋 [1],
[1] 华中科技大学

线板电极结构是电晕放电装置中一种常见的结构，但是其电晕放电的发展过程却一直不清楚。本文利用comsol中的等离子化学模块，对大气压条件下空气介质中线板电极的负电晕放电发展过程进行了仿真研究。在仿真模型中，高压电极为线电极，板电极为地电极，模型包含了12中粒子之间的26种反应，其涵盖了典型的弹性碰撞，碰撞电离，电荷转移，复合反应，附和与解离反应。最终的仿真结果显示，在电晕放电发展初期存在一个脉动过程，等离子体以脉冲的形式向地电极扩展。当电晕处于稳态时，在高压电极处是以O4+为主的阳离子，在远离高压电极处的地方以O2-及O-等阴离子为主 ... Read More

鸟粪石磷回收电解器中pH动态变化过程的影响因素研究

吴旭 [1], 王芳 [1], 吕航 [1], 付饶 [1], 祝国亮 [2], 鲁斌伟 [1], 周正 [2],
[1] 华中科技大学
[2] 湖北美辰环保股份有限公司

鸟粪石磷回收法不仅可以去除污水中的磷，同时也可以将磷以鸟粪石沉淀的形式进行资源化回收利用，是污水处理（尤其是含磷较高的工业废水和农业废水等）环节中重要的技术手段之一。利用COMSOL Multiphysics中电化学模块一次电流分布接口、稀物质传递和化学多物理场接口，研究不同电流和流速影响条件下，鸟粪石电解器中不同通道pH的动态变化规律；仿真结果显示：不同通道pH的动态变化规律与试验结果一致。因此，此项研究不仅可通过调节电流和流速充分调控pH, 而且可为工程实践中通过调控pH提高鸟粪石电解器的时空产率提供理论指导。 Read More

填埋场植被对甲烷氧化和释放的模拟分析

卞荣星 [1],
[1] 同济大学

目前，很少有模型来描绘植被通对填埋场覆盖土甲烷传输、氧化和释放的影响。本研究的目的是利用模型分析的方法来分析植被对填埋场覆盖体甲烷传输、氧化和释放的影响。模型主要考察了植物关键生理特性如根结构、植物释氧强度、根长度、植物蒸腾速率以及环境因素如覆盖土初始含水率、环境温度等对甲烷氧化的影响。模型研究结果将有助于理解填埋场植被覆盖区甲烷释放机制以及选择合理填埋场管理方式减少温室气体排放。本研究运用多孔介质稀物质传递、Richarcd 方程、达西定律、热对流等模块分析了植被覆盖条件下填埋场覆盖土中水、热、气传输耦合甲烷氧化 ... Read More

疫苗冷链运输箱

豆孟柯 [1], 陈州旗 [1], 刘宝林 [1],
[1] 上海理工大学，上海，中国

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 ... Read More

用于金属锂负极的柔性固态电解质中的锂离子输运研究

Qiang Zhang [1], Rui Zhang [1], Chen-Zi Zhao [1],
[1] Tsinghua University, Beijing, P.R. China

　　金属锂因具有极高的理论比容量和最低的标准电极电势而成为最被寄予厚望的下一代锂二次电池（如锂硫、锂空电池等）负极材料。金属锂电池通常使用有机液态电解质，由于金属锂本征具有高化学活性，有机液态电解液会不可避免地与金属锂反应，形成脆弱的固液界面膜（SEI膜），在不可逆损耗电解液的同时也易引发并加剧金属锂枝晶的生长。因此，具有高离子导率的无机陶瓷材料（例如铝掺杂Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12, LLZTO）等固态电解质成为了金属锂负极研究领域的热点。锂离子在固态电解质中的输运行为会直接影响到金属锂负极的循环性能，借助COMSOL ... Read More

A triple band cross-polarization converter based on ultra-thin graphene-integrated metasurface

Zhifei Yao [1], Yueke Wang [1], Shumei Gao [1],
[1] Optical Information Science and Technology Department, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu, china

We propose a triple band tunable and high-efficient reflected cross-polarization converter (CPC) in the mid-infrared. The study of graphene-integrated CPC becomes increasingly important, due to its tunable optical performance and small volume. Graphene, a monolayer of carbon atoms placed ... Read More

三维地质建模APP开发

陈冬 [1], 张佳亮 [1], 郑贵强 [2], 叶智慧 [1], 高添鑫 [1], 张国祥 [1],
[1] 中国石油大学（北京），石油工程学院，北京，中国
[2] 华北科技学院，安全工程学院，廊坊，河北，中国

三维地质建模是进行油藏数值模拟的前提。为了更为便捷地创建三维地质模型，本文开发了基于钻孔数据的三维地质建模APP，主要步骤为：（1）基于钻孔数据和COMSOL Multiphysics 内置的插值函数功能，建立参数化曲面，形成地层界面；（2）重复绘制参数化曲面，生成所有地层界面；（3）建立水平工作面，绘制研究区域轮廓线；（4）拉伸研究区域轮廓线充填所有界面间实体；（5）通过布尔运算删除实体的多余部分，最终转化为三维地质模型实体。该APP提供了更为便捷的、界面友好的三维地质建模手段，可应用于地质建模、油藏模拟等领域。关键词：三维地质建模，参数化曲面，油藏模拟，APP ... Read More

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