Technical Papers and Presentations

本文旨在通过计算流体动力学（CFD）仿真，探究双塔风冷散热器风扇不同装配方式下的散热性能差异。研究以一款典型的双塔散热器为对象，利用 COMSOL Multiphysics 软件建立详细的仿真模型，对比两种主流风扇布局策略：即制造商推荐的“同侧同向吹风”配置，与创新提出的“两侧对向吹风”配置。 在仿真建模中，首先精确复刻了双塔散热器的几何结构，包括散热鳍片阵列、热管和底座，并对风扇的流体特性进行了简化处理，将其作为具有特定压-流曲线的边界条件，而非完整的几何模型，这极大地简化了计算量。模型中，空气被视为可压缩流体，遵循 Navier-Stokes 方程和能量守恒方程 ... Read More

自旋波作为磁性材料中的一种基本激发模式，具有极其重要的特性。尤其当自旋波被用作信息或能量的载体时，对其色散关系的研究是不可或缺的。自旋波通常分为两类：在波长较长时起主导作用的偶极自旋波，以及在波长较短时起主导作用的交换自旋波。 关于铁磁薄膜中偶极-交换自旋波的完整理论，早在20世纪70年代便已由 De Wames 和 Wolfram [1] 建立，为理解其在各种磁性体系中的行为及其应用提供了基础。随后，Stamps 和 Camley [2] 将该理论推广至反铁磁体。 我们利用 COMSOL Multiphysics 进行的数值微磁学模拟 ... Read More

合成三维空间为探索声学谷霍尔绝缘体提供了新平台。本研究通过引入旋转自由度构建合成三维空间，基于COMSOL Multiphysics仿真，发现Weyl点、Fermi弧和拓扑非平庸边缘模在合成空间中出现。旋转操作和边界截断均可调制边缘态频率，导致上下边界处两种完全不同的边缘态。利用Weyl点保护的边缘态频率，我们设计了两种不同的声学拓扑彩虹器件：一种能够在近距离捕获低频成分，另一种能够在远距离限制低频成分。这项工作推动了与声学谷霍尔绝缘体相关的拓扑彩虹器件在合成空间中的发展。仿真结果通过实验验证，展示了拓扑彩虹效应在声学系统中的鲁棒性和潜在应用，如弱信号浓缩和频率路由。 Read More

本研究利用COMSOL仿真分析了欧姆加热在瘦猪肉解冻中的应用，重点探究了不同电极材质、形式、厚度及施加的场强等参数对瘦猪肉解冻效果的影响。通过电磁场与热传导的耦合模型，以解冻速率和温度分布均匀性为指标，评估不同参数下的解冻效果。研究结果显示：（1）在镍、钛、铂和不锈钢四种常用金属电极材质中，不锈钢电极在欧姆解冻瘦猪肉中有较高的解冻速率，约1.5℃/min；（2）电极形式显著影响解冻效果。在板状、片状、孔板状和针状四种电极形式中， 1.5mm厚度板状电极在28V/cm场强下能够降低冻品边缘的温度，最高温度约为6.2℃，针状电极能够改善普通板状电极与食材接触不均匀的弊端 ... Read More

Abstract 摘要 阳极键合是MEMS制造中常用的键合工艺技术，广泛应用于晶圆级封装。然而，键合过程中存在温度变化，而键合材料的CTE差异是引起热应力的主要原因，热应力过大会造成晶圆变形、裂纹及键合失效，从而影响器件可靠性和热性能指标（如热滞性、热重复性等）。本文采用通用COMSOL仿真软件，系统分析晶圆在键合工艺过程中产生的热应力分布，并探索工艺参数优化策略。 基于实际工艺条件，建立了三维多物理场模型，耦合热传导、结构力学和电化学模块，模拟键合过程中产生的温度场和应力场演变。本文考虑了晶圆与玻璃材料的物理属性，玻璃厚度、键合面积等对压膜温度、应力分布的影响。 ... Read More

页岩储层水力压裂中的裂缝扩展行为直接影响裂缝网络形态与油气产能提升。本文基于 COMSOL Multiphysics 建立三维流固耦合压裂数值模型，模拟并分析了五类典型压裂情形：单一裂缝扩展、两簇裂缝扩展及互相干扰、三簇对称压裂、三簇完全压裂以及水平主裂缝与垂向天然裂缝相交的情形。本文首先介绍了耦合力学与孔隙流体动力学控制方程、材料与边界条件，然后引入室内实体实验参数作为模型校核（包括页岩破裂韧性、抗拉强度、弹性模量与渗透率等特性）。在 COMSOL 中采用损伤参数化的线弹性-弹塑性破裂捕捉策略，并结合能量释放率与临界应力强度因子判据来判定裂缝的起裂与扩展。数值结果显示 ... Read More

超声辅助解冻作为一种有前景的技术，可加速冷冻食品的回温过程，并一定程度地减少质量下降。本研究使用COMSOL Multiphysics对超声辅助回温冷冻猪肉的非稳态过程进行模拟并验证，以研究直接接触式超声回温过程中热和质量传递行为。建立了压力声学-生物传热耦合模型，以描述超声波在食品基质中的传播，同时考虑了超声能量吸收、热产生和热传导。超声辅助回温时猪肉中心温度模拟值和实验值相对误差为3.4%，证明该模型能较好地模拟回温过程；与4℃低温回温相比，接触式超声辅助回温可缩短83.72%的回温时间，表明直接接触式超声回温可以实现更快的温度上升、更短的回温时间 ... Read More

被动降噪（PNC）是耳机设计中需要重点考量的部分。尤其在需要长时间佩戴耳机的场景中，它与主动降噪技术（ANC）协同作用，为用户提供舒适的声学环境和佩戴体验。 影响PNC性能的多重因素包括：耳罩腔体尺寸、耳垫泡棉材料型号与厚度、皮革及织物选型等。本文主要针对耳套泡棉材料，利用COMSOL软件基于Johnson-Champoux-Allard（JCA）多孔弹性模型对Jabra品牌某款头戴式耳机进行PNC仿真，力求在设计初期深化理解并精准选择设计方案与泡棉材料。文中分别采用普通硬声场边界模型、Johnson-Champoux-Allard（JCA ... Read More

打破波动效应的物理衍射极限，实现超分辨成像，始终是科研人员致力实现的重要目标。声学超透镜因具备灵活的声场调控能力，在突破传统衍射极限，提升超声成像横向分辨率，实现亚波长成像方面展现出显著优势。然而，这类超透镜在实际工作中往往存在固有的“滤波效应”，脉冲展宽直接引发纵向分辨率的大幅下降，长期制约着声学超透镜在医学诊断、精密检测等实际应用中的推广与发展。在本研究中，借助 COMSOL Multiphysics平台进行系统的数值仿真，并结合实验验证，设计和实现一个全参数优化的声学超透镜，成功实现了超分辨脉冲-回波成像。在基频成像模式下，该超透镜调制产生的聚焦波束能够达到80 ... Read More

研究内容及难点：基于SARAX程序和COMSOL软件联合仿真建立了一套确定论核热耦合方法，能够模拟核反应堆中的核-热-氢扩散耦合过程，实现金属氢化物反应堆功率、温度场及氢浓度的计算。研究难点在于SARAX程序与COMSOL软件之间的数据传输以及网格映射。 在comsol中的仿真：主要针对金属氢化物反应堆进行传热以及氢扩散计算。 结果：金属氢化物中的氢会从温度高的地方向温度低的地方发生迁移，进而改变反应堆的功率分布及有效增值因子。 Read More