See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development
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.
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准二维限域空间中的马兰戈尼流的实验研究与仿真
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
基于COMSOL多物理场仿真的硅基太阳能电池性能研究
太阳能作为可再生能源，在未来将会有很大的发展空间。在将太阳能转化为电能的过程中，太阳能电池起着主要作用，而如何提高太阳能转换效率一直是太阳能电池研究的重要内容。目前在硅基太阳能电池中，电流密度已经接近极限，而开路电压相对极限值还有一定提升的空间，有关研究表明提高开路电压可以有效提高太阳能转换效率。本研究将肖特基接触和薄绝缘栅相结合，利用COMSOL多物理场仿真中的半导体模块研究硅基太阳能电池，建立电池二维模型，电池宽为100um，长为400um，并对光生载流子的衰减系数、pn结的掺杂浓度等进行参数分析。结果表明：当金属接触设置为肖特基接触时，电流密度相差不大 ... Read More
非均匀场控电流变阻尼器交指状电极电场仿真分析
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
变孔隙率热化学储能过程数值模拟
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
Simulation on antireflection of the oxide nanosphere monolayer film
We theoretically simulate the antireflective effects of oxide nanosphere monolayer films in the visible spectrum. The essential geometric and material parameters of nanosphere films are simulated and different functions are proposed to describe the dependence of reflectance on the ... Read More
磁场对带电纳米孔道中阴阳离子的输运模拟
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
植入电极阵列的人体耳蜗模型仿真
对于神经性听力缺陷患者而言，人工耳蜗是目前主要的恢复手段。人工耳蜗通过植入体内的电极阵列产生电流，直接刺激耳蜗的螺旋神经节细胞，引起听觉系统响应。因此，研究植入耳蜗内电极阵列产生的电势分布特点具有重要意义。基于电势分布情况，可以对电极阵列的结构、尺寸、激励方式等进行优化，以提高人工耳蜗的性能。研究中使用的耳蜗以及电极阵列仿真模型为经过其他三维建模软件得到的STL文件导入COMSOL中生成。为了研究耳蜗内电势分布，选择了“电流（ec）”物理场接口，对模型边界设置了电势条件，对部分电极设置了激励电流条件。仿真模型的材料使用了库材料和自定义材料 ... Read More
应力型保偏光纤的双折射仿真研究
应力型保偏光纤通过在光纤结构中引入不同热膨胀系数材料，造成纤芯受应力致光弹效应影响，进而实现纤芯折射率随波长和偏振态的分布，产生应力双折射。目前关于应力型保偏光纤的解析模型与数值仿真都与实际结果存在较大差距。本工作使用COMSOL® 软件，首次将热膨胀系数随温度的变化引入仿真研究，通过使用结构力学中的热应力多物理场接口，进行瞬态模拟，计算得光纤应力双折射分布。本研究探索并分析了不同热膨胀系数-温度曲线和不同温度历史对应力场及双折射的影响。对进一步改进应力型保偏光纤设计和制备工艺具有一定指导意义。 Read More
纤芯折射率起伏对于大芯径单模光纤模式性质影响的仿真研究
在大芯径增益光纤的制备过程中，稀土掺杂技术、拉丝工艺等因素会不可避免造成纤芯折射率分布在光纤横向与纵向上的随机波动。本项研究采用COMSOL®数值模拟方法，采用半解析和全数值计算方法，探索光纤纤芯折射率随机波动对于大芯径光子晶体光纤模式空间特征的影响。我们采用二维随机分布模拟纤芯折射率的起伏，使用COMSOL®波动光学模块中对大芯径光子晶体光纤模型进行模式分析。模拟结果表明光纤模式空间分布受折射率非均匀的随机分布影响，在一定条件下发生畸变，将严重影响传输光场的光束质量。本研究的部分结果对改善光纤的制备工艺方向具有一定指导意义。 Read More
基于COMSOL复合材料模块的涂层超导复合带材高效数值建模与分析
涂层高温超带材是一种典型的多层复合结构，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。为了有效解决由于涂层高温超导带中各层在3D有限元模型网格划分和计算上带来的困难，针对诸如轴向拉伸、弯曲、扭转等基本变形模式，本研究基于COMSOL Multiphysics® 5.4复合材料模块建立了涂层高温超导带高效数值计算模型。为了验证2D多层壳结构模型的计算精度和效率，同时基于固体力学模块构建了3D实体结构模型，并分别对于轴向拉伸、扭转变形下两模型的计算结果和计算效率进行了对比分析 ... Read More