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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网罩是广泛应用于扬声器产品的重要声学部件，它起到保护、防尘和美观等作用，但不可避免地会对扬声器声场产生影响。基于穿孔板理论给出了网罩声阻抗计算公式，并分析了网罩孔隙率和厚度等对网罩声阻抗的影响。以一款1.5英寸高音扬声器为对象，采用COMSOL Multiphysics软件的“压力声学，频域”物理场接口建立了带网罩扬声器声场的数值仿真模型，并研究了网罩厚度、高度和孔隙率对扬声器声压级频响曲线的影响。采用3D打印机制作了多个不同厚度、高度和孔隙率的网罩，并测量了高音扬声器在不同网罩下的声压级频响曲线。仿真结果和测量结果一致，研究结果表明：1 ... Read More
超声空化在超声法制备碳纳米材料中发挥核心作用，其强度、空间分布及动力学特性直接影响材料的破碎、剥离效率和产物质量。超声空化行为不仅受功率和频率调控，还与液相内部的声场分布及空化泡动态密切相关。尽管已有研究系统探讨了超声功率、频率及液相类型对产物的影响，但静压对声场分布、空化泡数量与行为，以及其对石墨烯特性及制备过程的调控作用仍缺乏深入研究。 本文结合数值模拟与实验验证，系统分析了不同静压条件下声压场分布及空化泡数量和强度的变化规律，并进一步评估其对石墨烯产率、粒径分布及结构特性的影响。研究结果揭示了静压对超声场与空化行为的调控机制，为高效制备均一 ... Read More
本文介绍COMSOL Multiphysics在水下物体散射声场建模仿真中的应用，具体工作包括：（1）应用压力声学(pressure acoustics，PA)、声学边界元（pressure acoustics boundary element，PABE）、高频渐近散射（pressure acoustics asymptotic scattering，PAAS）三种方法计算刚性球的散射形态函数和目标强度并同Rayleigh理论解作对比，初步探讨了在做声散射建模仿真时这三种方法的适用范围；（2 ... 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
多孔材料因其优良的吸声性能，被广泛应用于建筑、交通与航空航天领域。然而，阻抗管测试中样品与管壁之间的缝隙往往导致边界密封性不足，使得流阻率及吸声系数测量存在偏差。为改善测试精度，通常采用在样品边缘加环的方式进行密封。不同的边界条件（无环、单环、双环）不仅影响实验结果，也会对声学参数反演和数值仿真带来差异。本研究以三聚氰胺泡沫为对象，利用阻抗管（ISO 10543-2）实测吸声系数，并在三种边界条件下进行流阻率测试（ISO 9053-91）。结合 NOVA 与 FOAM-X 软件，在 Johnson-Champoux-Allard 模型下反演得到曲折因子 ... 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
共振声混合是利用振动频率在60Hz左右、振动加速度不超过100G的垂直振动使被混物料产生全场混合效应，被认为是“含能材料领域的颠覆性技术”。然而，该技术是一项基于多物理场耦合的新型混合技术手段，其混合机理仍然不够完善。本文以呈现幂律非牛顿流体特性的复合含能材料为研究对象，利用COMSOL软件开展流-固-声多物理场耦合的数值仿真研究，模拟流体的混合过程，依据不同类型的混合方式计算流场的等效参数，构建声源模型，提出一种基于双向-流固耦合的多阶段混合声场表征方法，计算声辐射力，明确声对于幂律非牛顿流体共振声混合的强化作用。结果表明 ... Read More
本文介绍一种使用COMSOL Multiphysics 软件进行电声和电磁器件仿真的方法。电声与电磁器件在工作过程中通常涉及电磁能-机械能-声学的多物理场的转换，因此与COMSOL Multiphysics的特点十分契合。与上述三种物理场对应，在仿真过程中需要使用AC/DC模块、结构力学模块和声学模块，最终获得BL值、频响曲线等预测物理数值以及声压分布图、磁通密度分布图这种更具直观视觉效果的物理数据3D彩图。上述仿真方法通常会遇到以下问题，首先是几何网格剖析密度的选择，需要对结果准确度和计算效率进行平衡取舍。第二是随着材料学科的迅速发展，COMSOL ... 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