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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由于REBCO涂层高温超复合导带的一些特殊结构特征，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REBCO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，并且尽可能精确构建带材真实结构。本文建立了高效的REBCO涂层超导带材的3D/2D混合维度有限元模型，即宽厚比极大的薄层采用2D薄膜单元其余采用3D实体单元；进一步，基于内聚力本构关系建立了REBCO涂层复合超导带材层间剥离失效和破坏问题的3D/2D混合维度有限元数值模型 ... Read More
干热岩致密且天然裂缝发育，能否有效激活天然裂缝、提高储层连通性是高效开发干热岩地热能的关键。流-固-热耦合作用下的裂缝剪切滑移机制是其关键科学问题之一。本文基于 COMSOL 多物理场计算平台，建立干热岩压裂裂缝剪切滑移模型，综合考虑热储层与注入流体换热、原地应力、缝内净压力、裂缝面摩擦系数等原位参数，得到了裂缝剪切滑移加速度与位移、速度与位移、位移与时间以及摩擦力与位移的变化规律。同时研究了材料属性、法向加载路径、切向载荷和摩擦系数等因素对极限滑移距离的影响规律。结果表明：裂缝极限滑动位移（极限滑动距离）受岩石弹性模量、裂缝面摩擦系数 ... Read More
电解污泥脱水不仅可以将污泥中的自由水去除，同时也可以将污泥中的结合水和吸附水去除一大部分，是污泥减量化处理环节中重要的技术手段之一。本文采用 COMSOL Multiphysics 中电化学模块二次电流分布接口和焦耳热多物理场接口模拟污泥中电渗流速度和焦耳热对水分损失的影响，研究不同电场强度作用下，污泥脱水速度和脱水过程规律，以便于为工程实践中对电解污泥脱水装置或机器进行优化设计。模型中建立了三维立体 1cm 厚圆饼图代表被电解脱水的泥饼，圆饼两面分别为阴极和阳极；在变量中设置电导率为随污泥含水率变化的插值函数，其电导率和含水率的关系为实验测量值 ... Read More
引言：钢结构设备的防腐保护主要采用阴极保护和涂层保护。其中，涂层保护除了防腐同时具备防红外、降温等特殊性能。 此次模拟，通过 COMSOL Multiphysics® 模拟设备在裸钢和 SiO2@ATO 涂层状态下的表面电位分布，证实了 SiO2@ATO 涂层的防腐性和抗红外及降温性能，并验证了 COMSOL Multiphysics® 数值模拟碳钢腐蚀表面电位分布的可靠性。 模拟过程中，假设电解质电导率为常数，阳极的各参数（尺寸、成分、分布等）保持不变。 计算方法：使用“二次电流分布”接口描述电极反应，“稀物质传递”接口描述亚铁离子输运，采用瞬态研究。参数： 1）温度 ... Read More
以 SF6 或 SF6/N2 混合气体为绝缘介质的 GIL 具有大容量、高可靠性和环境友好等特点，而 GIL 中存在的金属微粒污染问题是提高设备绝缘强度研究中的关键技术难题。在 GIL 中，金属微粒引起的电场畸变会带来一系列绝缘问题，这些问题需要进行深入研究。针对直流 GIL 中金属微粒污染问题，本文研究其对绝缘子表面电荷积聚的影响。充分考虑附着导电微粒的情况，建立了可以灵活设置微粒与绝缘子相对位置的三维模型，利用 COMSOL Multiphysics® 软件的 AC/DC ... Read More
为了不断地增加磁存储密度，机械硬盘中磁头和盘片之间的间隙，即飞高，已经减小到了 10nm 以下，以比特磁记录技术（BPM）和热辅助磁记录技术（HAMR）为代表的新兴技术不断涌现，给磁头磁盘界面的超薄气体润滑特性研究提出了新的挑战。 COMSOL Multiphysics® 的使用：由于在超薄气体润滑领域，连续介质模型已经不再适用，控制方程为玻尔兹曼方程。本文以 F-K 模型为控制方程，此模型是在线性玻尔兹曼方程和 BGK 方程基础上结合流量连续条件建立的修正雷诺方程。我们使用了 COMSOL Multiphysics® 中的 PDE 接口进行了自定义修正雷诺方程的建模 ... Read More
微波腔自旋电子学（Spin Cavitronics）是自旋电子学与腔量子电动力学之间的交叉领域。微波腔量子电动力学的应用之一就是利用光与物质的相互作用实现量子信息的处理，而自旋波在量子尺度下即是磁振子，是一种玻色子，磁振子与微波腔内的光子能够强耦合，实现信息在两种不同媒质中的交换。微波腔自旋电子学的一种典型的研究方法为将磁性小球置于微波腔中，通过调节施加在磁性小球上的外加磁场大小来使其与微波腔内的电磁波驻波模式（亦称为腔模）实现强耦合。这种自旋波与电磁波之间的相互作用（磁振子与光子的耦合）为自旋流的调控以及研究磁矩的非线性动力学行为提供了新的方法。在微波腔中 ... 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
铝合金的微观结构非常复杂，含有一系列的金属间颗粒夹杂(Intermetallic particles，IMPs)，这是由于在合金冶炼过程中人为添加的合金元素经过一定的热处理后产生的，这些IMPs的存在提高了其机械性能，但大量实验证明IMPs的存在往往与点蚀的触发与发展有着密不可分的联系。经过十数年的努力，目前利用超微电极配合微液池和显微镜以及通过控制冶金条件合成大颗粒IMPs进而进行宏观测量已经成为研究IMPs的电化学性能的主要途径。然而独立的IMPs的研究只能揭示其在不同环境下腐蚀电位、点蚀电位、极化曲线等电化学参量， IMPs相互之间以及与铝基体耦合的微区域在扩散 ... Read More
目前，很少有模型来描绘植被通对填埋场覆盖土甲烷传输、氧化和释放的影响。本研究的目的是利用模型分析的方法来分析植被对填埋场覆盖体甲烷传输、氧化和释放的影响。模型主要考察了植物关键生理特性如根结构、植物释氧强度、根长度、植物蒸腾速率以及环境因素如覆盖土初始含水率、环境温度等对甲烷氧化的影响。模型研究结果将有助于理解填埋场植被覆盖区甲烷释放机制以及选择合理填埋场管理方式减少温室气体排放。 本研究运用多孔介质稀物质传递、Richarcd 方程、达西定律、热对流等模块分析了植被覆盖条件下填埋场覆盖土中水、热、气传输耦合甲烷氧化 ... Read More