Technical Papers and Presentations

无线电能传输技术在电力、能源和汽车等领域得到了越来越广泛的关注与应用。目前随着电力和电子产品功能的完善与升级，对电能功率的需求日益增强，无线电能传输技术为匹配这些需求，正朝着大功率和远距离的趋势发展。但是功率的加大，线圈损耗功率往往也随之增大，线圈损耗造成的线圈温升，线圈的温升会带来系统绝缘老化和系统性能降低等一系列问题，因此无线电能传输技术线圈温升的计算与预测对于无线电能传输系统设计有着非常重要的意义。 本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础，使用AC/DC模块、固体和流体传热和层流模块搭建无线电能传输有限元计算模型，AC ... Read More

基于磁流体动力学与Maxwell方程组，建立微束等离子弧焊电弧的二维轴对称模型，应用COMSOL软件进行求解计算，得到了微束等离子弧焊的电弧温度场、流场、电流密度、电弧所受洛伦兹力以及工件表面电弧压力分布情况，并通过实验所拍摄的电弧形态对模拟的温度场加以验证。结果表明微束等离子弧焊电弧温度、等离子体速度与电弧所受洛伦兹力具有相同的变化趋势，均从阴极到阳极先增大后减小，从电弧中心逐渐向四周降低，最大值出现在喷嘴内部中心区域；电弧电流密度在阴极下端面取得最大值，在工件上表面取得最小值，且从阴极到阳极减小速度呈一个先减小后增大再减小的趋势；电弧压力与等离子体流速径向变化相同 ... Read More

生物组织的生理和病理结构发生变化时， 导致组织电导率发生变化。因此，通过检测组织电导率来及时发现组织结构生理和病理情况，可以为癌症早期诊断提供依据。磁声电成像(MAET)是一种新颖的医学成像方法，由于在成像过程中使用了超声激励和电阻抗电极检测，所以其图像具有超声成像的高分辨率和电阻抗成像的高对比度。本研究使用的接口有压力声学时域显式和电流，仿真中使用2 MHz，2个cycle的正弦脉冲驱动聚焦超声探头，求解时域显式压力声学方程，获得组织振动速度。然后在电流接口中设置外部电流密度，把速度洛伦兹项耦合进外部电流密度，使用接地和浮电势检测电极上采集的磁声电电压 ... Read More

目前广泛使用延性金属网作为碳纤维增强复合材料（CFRP）的雷击直接效应防护手段。在防护设计中，为了在加强防护效果和减轻部件重量之间取得最优设计，需要研究被防护部件铺设不同规格延性金属网时的电流和温度分布。但延性金属网的网格尺寸与被防护部件尺寸之间的存在巨大差异，精细建模时需要大量计算资源。本文对延性金属网建立一体化的雷击热损伤等效模型，推导出等效模型所需要的电导率、热容、导热系数、密度等参数，并将等效模型计算结果与试验结果进行对比。对比结果表明：本文所用的等效仿真方法可以有效反映各规格金属网的烧蚀程度，铺设金属网能提供有效的雷击直接效应防护 ... Read More

电声产品测试为了更贴近于实际人耳感受到的灵敏度，通常测试时会带上一个耦合腔来模拟耳道的情况，使麦克风测试到的声压更接近于人耳感受到的声压。目前测试较为普遍配合的耦合腔一般有711高漏仿真耳耦合腔、711低漏仿真耳耦合腔和318仿真耳耦合腔。电声产品经过不同的耦合腔测试会在整个频段体现出不同的声压级，设计电声产品的前期，需要了解到不同耦合腔是否可以满足设计需求。使用COMSOL可以对细窄管道和狭缝区域模拟分析，将耦合腔的特性准确仿真模拟出，有效预知电声产品经过耦合腔之后的性能特性。 Read More

本研究针对目前传统的单间隙磁聚集器间隙无法进一步缩小，磁场放大倍数较难有效提高的现状，基于半桥结构的MTJ传感器，设计了一种新型的双间隙磁聚集器，可以将磁聚集器的间隙宽度进一步减小，获得较大的磁场放大倍数，利用COMSOL软件和实验方法进行了研究和验证。为了对比不同类型磁聚集器的聚集放大效果，本研究基于COMSOL软件采用AC／DC模块建立了分别带有单间隙和双间隙磁聚集器结构的半桥MTJ敏感体有限元仿真模型，并改变聚集器间隙仿真得到不同参数下聚集器的放大效果。仿真结果表明，双间隙磁聚集器相较于单间隙磁聚集器而言，可以较好的提升MTJ敏感体的灵敏度 ... Read More

使用COMSOL APP开发工具，我们可以方便的将已有的模型进行拓展。非仿真工程师可以不用花费大量的时间去学习软件的使用、仿真的原理，也不用花费大量时间去调整模型、寻找错误，只需要使用已经整合的COMSOL APP，进行建的的模型导入和参数设置即可快速的完成仿真。 磁路仿真作为扬声器仿真的第一步，其优化的程度直接影响扬声器性能。使用COMOSL AC/DC模块可以方便的进行磁路优化仿真，但是对于初学者来说独立完成仿真建模需要花费大量时间。使用COMSOL APP开发器，我将磁路仿真、BL（x）仿真和后续的音圈参数仿真整合到一起，保证仿真精度的同时 ... Read More

以内表面为主要工作面的管状工件，常因表面磨损、腐蚀等发生早期失效，其表面强化问题在工业应用中具有迫切的需求。真空阴极电弧沉积（VAD）由于工艺温度低，离化率高（60~80%），沉积层致密等优点，是制备表面抗磨损抗腐蚀改性层的重要技术。但对管状工件而言，该技术存在离子衰减问题，即有效沉积的膜层厚度随管件深度出现明显下降，甚至在一定深度管件内表面难沉积。磁场具有使粒子发生拉莫尔回旋、梯度漂移和曲率漂移运动，从而调控粒子轨迹的作用。针对电弧发射的离子（以Ti离子为例），通过COMSOL®的AC/DC模块中的磁场接口仿真辅助线圈的稳态磁场分布，再以磁场分布结果为不变物理场 ... Read More

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

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