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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基于COMSOL多物理场耦合的FCM燃料性能分析模型
全陶瓷微密封装（FCM：Fully Ceramic Microencapsulated）燃料，作为新一代用于核反应堆的耐事故燃料（ATF）元件的关键组成部分，具有裂变产物包容能力强、热导率高、辐照稳定性好等优势。FCM是由大量TRISO燃料颗粒（~103个/芯块）弥散于SiC基体组成的柱状芯块。其结构复杂，需要精细的数值模拟技术支撑研发。基于COMSOL多物理场耦合有限元软件开发的FCM燃料单颗粒和元件级芯块的多维热学-力学-裂变产物扩散耦合分析模型，详细考虑了材料物性参数随时间、温度、燃耗、快中子注量等因素的变化，基于COMSOL内置和自定义的模块 ... Read More
电池包散热装置及热分析
在电池包中，存在多个模组和电池串并联而会不断的积蓄热量，热量得不到及时的控制，导致电池组温度分布的不均匀性，引起电池寿命的减少和均衡性变差，同时电池安全也得不到保障，设计出高效且可靠的散热结构和方式尤为重要。 通过COMSOL Multiphysics 5.4软件中建立耦合的电池瞬态热模型，包括模型几何的构建，材料参数的导入以及网格剖分。电池的几何模型为原始几何模型，在COMSOL Multiphysics 5.4软件中的边界条设置均为默认，网格剖分采用物理场控制的四面体网格。在模型的输入部分主要为三块，分别为电池的发热功率随时间的变化曲线 ... Read More
Theoretical model of geothermal tail water reinjection based on an equivalent flow channel model: A case study in Xianxian, North China Plain
Introduction:The goal of this simulation is to propose a theoretical model framework based on tracer experiments and equivalent channel models for inversion of unknown parameters of geothermal reservoirs and prediction of thermal breakthroughs in production wells. The problem to be ... Read More
基于COMSOL的煤层气排采数值模拟
借助数值模拟技术及煤层气排采经验分析排采过程中流体流动运移规律，能够为煤层气井智能排采提供技术支持。本文以某煤层气井地质与开发工程为基础，借助COMSOL软件构建求解数值模型，实现了煤层气排采动态分析及排采制度优化。取得以下主要研究成果： （1）采用含压裂裂缝的Warren-Root物理模型，以达西渗流理论知识为基础，建立了封闭可求解的煤层气排水降压数学模型。 （2）利用二维面和三维长方体叠加的混合法构建压裂裂缝，利用混合法求取边界流量，解决裂隙通量计算误差，提高了计算效率和流量统计准确率。 （3）以参数化扫描研究方法为基础，优化了该井的排采制度 ... Read More
电弧源离子在内壁沉积中的磁牵引运动
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
PEMFC一维动态机理模型及水含量状态预测
为了提高质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)的效率、延长其寿命，水管理是必须解决的问题。由于原位观测电堆内部水传递状态难度较大，研究PEMFC机理并进行建模，以此预测电堆内部水传递状态具有重要意义。 本研究利用COMSOL Multiphysics®建立了沿质子传递方向的PEMFC一维动态机理模型。模型采用多孔介质中的多相混合物传递理论描述两相流，并对催化剂层的Schroeder’s paradox进行了数学描述。模型将PEMFC划分为阳极GDL、质子交换膜和阴极GDL三个域 ... Read More
基于非共面叉指电极的MEMS电容式压力传感器
针对MEMS电容式压力传感器的非线性和空腔引线问题，提出一种非共面叉指电极结构，叉指电极重叠面积变化反映电容变化，从而改善了传感器的线性度。此外，腔外设计的叉指电极还避免了复杂的制造工艺。 本案例第一个研究模拟了不同施加压力对MEMS电容式压力传感器输出特性的影响；第二个研究模拟了环境温度对MEMS电容式压力传感器输出特性、电场分布以及热应力和变形的影响。第三个研究模拟了加速度对MEMS电容式压力传感器输出特性、电场分布以及机械应力和变形的影响。模型同时使用了“AC/DC模块”的“静电”接口以及“结构力学模块”的“固体力学”和“膜”接口。 ... Read More
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
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
分段式电磁感应加热牵伸辊筒涡流分布规律的仿真研究
本课题针对“三河市汇诚光机电有限公司”生产的热牵伸辊存在的加热线圈易烧断问题进行了理论分析和软件仿真，从理论上分析了磁场和涡流的分布规律，并基于电磁场与温度场耦合计算方法，对设备的温度分布进行研究，最终通过磁场与温度场耦合计算方法，模拟计算热辊电磁加热条件下的涡流分布与传热。通过COMSOL Multiphysics建立热牵伸辊二维和三维物理模型，进行了多物理场设置，边界条件的设定和材料参数的选定，用有限元法计算热牵伸辊在不同材料下的不同部位的磁通密度模、感应电流（涡流）以及热功率和温度，讨论了辊筒和线圈的热量分布，分析了热牵伸辊线圈寿命短的原因 ... Read More