See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development

Get Inspired by the Latest Simulation Projects

Papers and Presentations from the COMSOL Conference 2018

At the COMSOL Conference 2018, scientists and engineers from around the globe showcased their multiphysics simulation projects. See how researchers in your industry are currently using numerical modeling to optimize designs, streamline processes, and improve products by browsing the technical papers and presentations below. Use the Quick Search tool to find a specific presentation or filter by application area or conference location.

ISBN: 978-0-9910001-6-6



2018 - Allx

MEMS压阻式压力传感器及其加热结构 new

赵湛 [1], 刘振宇 [1], 杜利东 [1],
[1] 中国科学院电子学研究所

MEMS压阻式压力传感器的输出特性易受温度的影响,而通常温度补偿技术具有复杂的校准过程,为了使其具有成本效益,通过保持传感器在恒定温度下运行来替代温度补偿技术。本案例中,通过集成MEMS加热电阻器来控制MEMS压力芯片的温度,使MEMS芯片的温度保持在恒定温度。 本案例第一个研究模拟了不同环境温度对MEMS压阻式压力传感器输出特性的影响;第二个研究模拟了MEMS加热电阻的电热产生、传热以及机械应力和变形。模型同时使用了“传热模块”的“固体传热”接口、“AC/DC模块”的“电流,壳”接口以及“结构力学模块”的“固体力学”和“膜”接口。 ... Read More

COMSOL在金属氢化物贮氢罐传热传质模拟中的应用 new

李谦 [1], 林羲 [1], 朱琦 [2],
[1] 上海大学材料基因组工程研究院,上海,中国
[2] 上海大学机电工程与自动化学院,上海,中国

氢能燃烧值高且无污染,被认为是人类社会摆脱对化石能源依赖的理想能源。目前氢能应用的主要瓶颈是氢存储。而氢存储的主要方式中,金属氢化物因其安全性高,循环性能好的优点,得到广泛的研究。但由于金属氢化物吸放氢反应的热效应、粉末床的传热和传质特性较差等问题,贮氢罐的吸放氢速率下降,成为限制应用的主要因素。最近十几年,贮氢罐吸放氢过程的数值模拟及相关模型得到广泛的研究。通过数值模拟方法可以优化设计贮氢罐,以期满足实际应用中的需求,同时节约设计成本。本文面对贮氢罐的实际指标(吸氢速率1.5 L min-1),采用COMSOL软件中的多孔介质传热、地下流动以及数学模块 ... Read More

沥青路面中入射频率对超声波传播衰减的影响 new

李树伟 [1], 章天杰 [1], 顾兴宇 [1],
[1] 交通学院,东南大学,南京,江苏

超声波无损检测是一种相对成熟的技术,具有快捷、准确、高效等优势,广泛应用于医疗、制造、建筑等行业。在道路检测领域,由于沥青路面材料的复杂特性,特别是粘弹性,限制了超声波无损检测的大规模商用。同时,考虑到粘弹性介质对频率敏感度很高,入射频率的合适与否直接决定了超声波检测的效果。因此,本文以入射频率为变量,探究其对超声波在沥青路面中传播衰减的影响。 建立二维模型,主体分为沥青路面结构和压电换能器两部分,属于声学、电学与力学的多物理场耦合。沥青路面结构部分使用“固体力学”模块,根据实际情况,结构分为三层并分别定义材料参数,同时用Kelvin-Voigt模型表征其粘弹性 ... Read More

REBCO 涂层超导复合带材3D/2D混合维度有限元建模与分析 new

高配峰 [1], 王省哲 [2],
[1] 兰州大学土木工程与力学学院
[2] 兰州大学

由于REBCO涂层高温超复合导带的一些特殊结构特征,带材中三层宽厚比极大的薄层(银层,超导层和缓冲层),在3D有限元分析中网格剖分数目大而且单元奇异性增大,进而导致计算量极大。为了有效解决由于REBCO超导带中各层在3D有限元模型网格划分和计算上带来的困难,并且尽可能精确构建带材真实结构。本文建立了高效的REBCO涂层超导带材的3D/2D混合维度有限元模型,即宽厚比极大的薄层采用2D薄膜单元其余采用3D实体单元;进一步,基于内聚力本构关系建立了REBCO涂层复合超导带材层间剥离失效和破坏问题的3D/2D混合维度有限元数值模型 ... Read More

页岩气水基钻井液钻井井壁稳定性研究 new

杨子莘 [1], 马天寿 [1], 练章华 [1],
[1] 西南石油大学

2015年由美国大发起页岩气革命成功地使美国从油气进口国转变为油气出口国。这使得页岩气成为能源领域关注的热点。页岩气与煤炭和石油相比更为清洁,且储量更为丰富。开发页岩气的两项关键技术是水平井钻井技术和压裂改造地层技术。 然而,由于页岩相比于其他岩石水化学活性更强,导致在水平井钻穿储层过程中井壁极容易垮塌失稳。油基泥浆的使用可以克服上述问题,但成本昂贵且受环保限制。水基泥浆的普及依赖于对页岩水化的深入理解。在页岩水化反应过程中,温度场、离子浓度场、渗流场、应力场均不同程度地作用在井壁周围岩石,而且相互耦合作用随时间不断变化 ... Read More

飞机燃油箱系统雷电点火源仿真研究 new

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

电场分布对纳米纤维膜厚度影响的模拟与分析 new

曾泳春 [1], 孟娜 [2], 李玛莎 [2], 董轩 [2],
[1] 东华大学纺织学院,上海,中国
[2] 上海工程技术大学服装学院,上海,中国

本文主要采用旋转式动态静电纺丝技术制备纳米纤维复合材料,并用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics分析纺丝过程中纺丝装置的电场分布对纳米纤维膜厚度的影响。对针头位于两个不同位置(接收板上方中间位置及边缘位置)时动态静电纺丝系统的电场分布进行了分析。在实验过程中,选用聚砜酰胺,石墨烯作为聚合物材料,N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂,利用喷丝头运动(水平方向摆动)控制装置与旋转辊式接收装置相配合制备纳米纤维复合膜。实验结果表明,通过使用旋转式动态静电纺丝系统有效改善了纳米纤维膜的厚度均匀性。针头在两个位置时,从针头到接收辊的电场强度都出现急剧下降 ... Read More

A 3D Thermal Model for Prediction Temperature Field During Artificial Ground Freezing new

Song Zhang [1], Zuren Yue [2], Tianliang Wang [2],
[1] 1.Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei, China 2. Beijing China Coal Mine engineering Co. Ltd. Beijing, China
[2] 1.Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei, China

Prediction of freezing temperature field close to the segment is very important in artificial ground freezing project. Because of the effect of convection and heat conduction, there are a lot of factors in numerical simulation for these problems. If the length of freezing wall close to ... Read More

利用COMSOL仿真复杂情况下的海洋声传播模型 new

朱军 [1], 朴胜春 [2], 宋扬 [3], 祝捍皓 [4], 杨春梅 [5],
[1] 船舶与机电工程学院,浙江海洋大学,舟山,浙江,中国
[2] 海洋科学与技术学院,浙江海洋大学,舟山,浙江,中国
[3] 海洋环境与数值模拟重点实验室,国家海洋局第一海洋研究所,青岛,山东,中国
[4] 水声工程学院,哈尔滨工程大学,哈尔滨,黑龙江,中国

本篇文章使用COMSOL二维以及二维轴对称模型下的压力声学-频域模块,分别仿真了点声源和线声源在不同复杂液态海底地形环境下的声传播模型。以此来对比COMSOL有限元法相对与传统数值仿真方法在处理复杂海底模型下的准确性。 在所仿真的结果中,当声源处于点声源条件下时,使用二维-压力声学模型,海底环境为倾斜的液态海底。由于在二维模型下,声源可以设置在二维图形的任意区域,本文将声源位置定于所仿真水体层的中央。通过观察发现,在小倾斜角、海底与海水的阻抗比较小的情况下,由于在上坡和下坡部分后向散射对声场的影响都比较小 ... Read More

NMC523电池针刺热失控模拟 new

李航 [1], 刘朝玥 [1], 赖少波 [1],
[1] 厦门大学化学化工学院

NMC523电池因为其较高的容量,已经逐渐应用于动力电池行列,但是锂离子电池在使用过程中的不合理容易引发热失控事故。这项模拟工作是来验证探讨NMC523电池针刺热失控中的机理。模拟过程中用到COMSOL化学反应工程模块、全局常微分方程模块。通过模拟,能够看到针刺过程中电池电压变化以及跟随的温度变化。这项模拟工作参考了部分主流杂志的模拟思路,也融合了自己的理解从而进行建模计算。此次模拟能够为电池针刺热失控机理探究提供思路,也能够为正确使用锂离子电池提供建议。 Read More