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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纳米磁流体具有高靶向性和可控性，在药物靶向释放，磁分离以及微流控领域中引起广泛关注。磁流体是在基础流体如水、乙二醇等溶液中分散直径小于 20 nm 的磁性粒子，其作为一种新型的高传热性能的能量输送媒介，在其应用过程中传热性能是不可忽略的。国内外许多学者对磁性流体流动与强化换热机理进行了许多研究，取得了大量的研究成果。磁流体由于具有磁性和流动性，在外加磁场作用下，利用磁场调控能够有效增强换热效果。基于此本文在稳态条件下，利用磁场、流体和传热多物理场耦合方式，针对二维通道内磁性流体进行数值仿真计算，通过设置不同磁体组合、纳米流体体积分数和磁场强度研究磁流体的传热性能。 Read More
磁感应层析成像因为具有非侵入，无辐射，装置便携以及低成本等特点在医学成像领域受到了广泛的关注。这一技术基于电磁感应原理，可以实现对生物组织的非接触测量。此外，由于磁场可以穿透低电导率的颅骨，使其对颅内出血的检测成为可能。本文旨在通过comsol仿真验证这一技术在颅内出血检测中的可行性，首先，基于真实人体头部的MRI图像在comsol中构建了人体头部的三维解剖模型。并设计了一种能够减小主磁场影响的平面式局部传感器阵列结构，并构建了它的几何模型。然后利用comsol中的AC/DC磁场模块完成了传感器阵列中线圈参数的设置。最后通过频域仿真分析 ... Read More
万物互联和智能工业化发展为射频集成电路和 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。射频系统内部的高密度异质集成的多物理场力－电磁－热往往是弱耦合效应，但两两之间确是强相互作用。本报告将以具体器件的多物理场强耦合相互作用的模型为例，讨论微波集成电路内部有源电路的电磁场－路协同技术以及半导体器件电－热耦合效应、新型器件FBAR滤波器内部的力－电磁－热耦合效应，以及工作频率更高的光学MOEMS微纳结构的力－电磁－热、声阻尼场的多场耦合问题。针对高密度异质集成的多物理场问题 ... Read More
人体的组织和器官处于正常与病变状态的电导率存在差异，通过组织电学特性的改变有望早期发现生理、病理异常，为疾病早期诊断提供数据支持。磁声电成像是一种新兴的电学成像方法，置于静磁场和声场中的目标体受到洛伦兹力的作用，而产生电荷分离，进而在目标体中形成随超声传播而变化的电流分布，通过电极或线圈检测实现信号的测量，进一步实现电特性成像。在进行电特性成像过程中，电流密度的分布对于磁声电成像系统的设计意义重大。 本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础，使用声学、结构力学、AC/DC模块搭建磁声电成像有限元计算模型，声学模块用于计算声场分布 ... Read More
前期研究中，我们设计了基于准同轴结构的微波等离子体无极灯 [1]。该结构以激发后的等离子体作为同轴内导体，法拉第笼作为外导体。仿真结果显示，电磁波在等离子体 - 金属构成的准同轴波导中传播时，同步被等离子体吸收并形成驻波；实验中，激发后的无极灯呈现亮 - 灭周期性特征，这与仿真所得电子密度分布特性高度一致。 基于上述研究基础，结合激发后等离子体具备高电导率、可作为同轴内导体的特性，我们进一步提出新设计，一种用于在放电管中产生长等离子体源的装置。该装置采用矩形波导与同轴波导组合结构，仍以高电导率的激发后等离子体为同轴内导体，外导体则由金属壁构成。对 Ar ... Read More
越来越多的旅客喜欢选择高铁动车组出行，这就引起了电磁场对健康不利影响的关注。本工作的目的是为了评估高速动车组满载乘客时，由动力电缆产生的电磁辐射对乘客健康的安全评估。基于CRH5 模型，利用有限元软件构建了一个包含真实车厢、两组动力电缆和84名乘客的电磁模型。本文计算了车厢内、乘客体内和体表的感应电场和感应磁场分布。结果显示：车窗上的感应电场和感应磁场大于乘客体内和体表的感应电场和感应磁场，车窗上的感应磁场最大值为2627.10 uT，远大于INCIRP导则的相关标准；本文提取的84名乘客大脑组织中的感应电场和感应磁场的最大值 ... Read More
探地雷达作为无损检测方法，在路面病害检测中已经得到越来越多的应用，但是由于路面内存在大量空隙，而这些空隙如何影响病害的识别不得而知。该模拟主要解决使用探地雷达进行路面内病害检测时，电磁波在随机空隙分布路面内的传播状况分析。模型设置中，首先用矩形代替路段，然后通过编程产生随机圆形，使圆形分布在矩形内并控制其总面积并将圆形统一到一个并集，做差集将圆形从矩形中减去；分别赋予圆形并集和矩形差集不同的材料参数。在研究中应用波动光学模块中的电磁波瞬态，将整个模型置于波动方程中，并对模型外边界采用散射边界条件，其中上边界的散射边界条件给予入射电场以产生电磁波 ... 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
三自由度永磁球形电动机（PMSM）是一种能够完成空间三自由度运动的结构特殊的球形电动机。电机转子体上共有4层每层10个极性交叉放置的钕铁硼永磁体，定子体上2层每层12个通电线圈，附图展示了PMSM的结构设计。 本仿真利用COMSOL软件中的AD/DC模块和多体动力学模块对PMSM进行了磁场分析、结构优化、转矩测试。 主要工作包括以下几个方面： （1）转子永磁体磁场与定子通电线圈的磁场耦合而产生电磁转矩。利用AC/DC模块对整个球形电机进行磁场仿真并分析，在此基础上对永磁体进行优化。 （2）永磁体的结构参数和结构形式会对转矩特性产生影响 ... 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