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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在LNG储罐内常压低温（-162℃）环境条件下，下层液态天然气与上层甲烷等气体（BOG）处于气液两相平衡状态。当储罐泵井底部LNG低温泵需要检维修时，出于安全考虑，需要向泵井内先通入氮气以吹扫置换BOG气体，在后者低于一定浓度后方可打开泵井上方井盖进行吊装作业。本研究建立了LNG储罐泵井中氮气置换BOG的二维动态模型，模拟气液相界面上方气体流动、混合与传质传热现象，并耦合了甲烷/氮气混合气体热力学模型、高温差下浮力效应与LNG在相界面的气化量，对模型关键参数的影响进行数值分析，如氮气流量、气液相界面高度和吹扫气体出口位置等。模拟结果显示，当吹扫氮气温度为20℃，流速为0 ... Read More
在微波加热中，其加热效率及加热均匀性一直是研究的热点问题。本文利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件的RF模块对一个长方体谐振腔的电磁功率分布进行仿真研究。对谐振腔内环氧树脂材料负载上的电磁功率、功率变异系数以及归一化体积等特征值进行对比分析，研究改变腔内金属隔板的几何形状、尺寸对负载加热效率及加热均匀性的影响。仿真结果表明：在谐振腔内部增加金属板能够提高加热效率，隔板几何的变化会影响加热效率和加热均匀性。最终文中给出了当隔板分别为正方形、圆形时，获取加热效率较高同时加热均匀性较稳定对应的隔板参数设置。研究结论可以为谐振腔的设计提供指导意见。 Read More
作为新能源汽车的主要动力源，锂离子电池在狭小的电池箱内大倍率充放电时容易产生大量的热，导致温度迅速升高，可能引发热失控等一系列安全问题[1]，此项仿真通过对电池建立精确的电化学热耦合模型，得到整个电池箱内温度分布，通过参数分析优化电池组散热结构。 Read More
在我们的研究中使用软件内置的传热模块，模拟一个冷热循环的外界环境，求解在冷热循环下墙体内部的温度变化。模拟还要满足一定的假设条件，假设实际工程中使用的材料各向同性，连续均匀，各界面之间粘结紧密。并且忽略了太阳辐射与空气对流对温度变化的影响。通过有限元软件的模拟分析，可以得到这样的结论。在保温层、抗裂层、饰面层的保护作用下，内部的混凝土基墙和界面粘结砂浆的温度变化幅度很小。这也有利于减小混凝土在冻融循环下的破坏程度并且保护了粘结强度。饰面层与抗裂层的导热性极强，对热量基本没有阻隔作用，所以其温度变化曲线与热冷循环曲线类似的同时，温度差极大 ... Read More
When a dual probe heat pulse (DPHP) sensor is installed near the soil-atmosphere interface, the basic assumptions of the infinite line heat source (ILS) model and its improvement, the infinite line heat source model with an adiabatic boundary condition (ILS-ABC), might not be satisfied ... Read More
锂离子电池的安全长寿命运行离不开高效的热管理系统，其中浸没式液冷热管理系统的散热功率较大同时能实现电池组较高的温度一致性，是目前极具发展潜力的热管理方式。本研究利用COMSOL Multiphysics软件中的固体与流体传热模块和电池中的集总电池模块，并结合非等温流动和电化学热两个热多物理场，建立了浸没式液冷热管理系统的仿真模型，综合比较了三种浸没式液冷方式的散热能力，进一步通过COMSOL中的参数化扫描等功能研究探究了出入口位置、电池间距、冷却液热特性对浸没式液冷散热特性的影响。结果分析中采用了COMSOL丰富的后处理功能 ... Read More
随着电磁波应用功率的提高，大功率环形器的电磁损耗不可忽视，并造成环形器在工作过程中发生温度变化，导致环形器性能出现不稳定状态。针对大功率环形器在工作过程中温度变化对性能的影响，利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真软件，对大功率微波环形器进行3D建模，并在该模型基础上，对电磁场、固体传热和固体力学进行多物理场之间的耦合仿真，最终得到大功率微波环形器在工作过程中的电磁分布情况、损耗情况、温度分布情况以及结构参数等发生的一系列变化，并进一步考虑风冷及饱和磁化强度参数对大功率微波环形器性能的影响，为大功率环形器的综合设计提供理论依据。 Read More
三元锂离子电池作为目前电动汽车的主流储能设备之一，其电化学性能与热性能引发诸多关注。锂离子电池的内部电化学特性和热特性对其性能有显著影响，但这些特性无法通过实验方法得到。本文基于多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics® 5.4，采用有限元方法，将电池电化学模型与热模型结合分析电池的电化学特性以及热行为。通过电化学模型和热模型原理，建立了30 Ah三元锂离子方形电池的三维电化学-三维热耦合模型。采用热传导模块建立了由电芯、正极和负极片组成的三维热模型，并覆盖电池硬壳，采用自由四面体法进行网格划分。基于该模型 ... Read More
飞秒激光具有超短脉冲宽度、超高峰值功率的特点，飞秒激光与物质作用表现出的非线性和准热绝缘特性使其在微纳加工领域有着重要的应用。飞秒激光微纳加工中激光与物质突出的作用机制表现为光子-电子-声子的能量传输过程，其中的电子超快激发等动力学过程会对材料加工中微区能量传输、超快相变等瞬态过程产生重要影响，对飞秒激光微纳加工机理的研究具有非常重要的学术意义。本文介绍了采用COMSOL Multiphysics 的Heat Transfer模块对飞秒激光与多层金属膜作用的超快加热规律进行了数值仿真，对于多层金属膜，膜层分界面处声子温度具不连续的热边界条件，而整个膜系中电子温度处处连续 ... Read More
针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题，本文在结构优化后的模型基础上，探究物料介电特性、微波频率、物料量等对微波加热效果的影响。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行，使用其中的微波加热模块进行仿真计算。在电磁场中，以材料相对介电常数建立电位移场模型。模型波导外端面设置为矩形端口，并开启端口的微波激励，模式类型采用横电（TE）模式，模数为10，模式相位为0。在研究中分频域和瞬态两个步骤进行，在频域步骤中使用稳态求解器求解微波反应器腔体内的电场分布，以FGMERS法进行迭代求解；在瞬态步骤中使用瞬态求解器求解不同时刻下物料各个位置的温度 ... Read More