Technical Papers and Presentations

微波化学反应的研究，一般要求实验装置要具有尺寸小、工作频带等特点，基于这种要求，近年来一种同轴式的微波反应器应运而生。本文基于COMSOL Multiphysics® 软件，对两种不同结构的同轴式微波反应器进行对比分析。结构主体是由外导体和内导体形成的同轴腔体，内外导体由金属材料构成可承受一定的高压反应。反应器一端为短路面，另一端结构一填充了截锥形聚四氟乙烯插件，结构二为填充了一定厚度的柱形聚四氟乙烯。我们建立了两种结构的二维轴对称模型，通过电磁波-频域接口、层流接口以及流体传热接口对其进行模拟计算，探究不同介质下反应器的加热效果。数值仿真结果如图2、图3、图4所示 ... Read More

基于 Level-Set 界面跟踪方法建立了激光熔覆过程的三维瞬态数值模型，研究了瞬态熔化和凝固过程中传热传质的演化规律。该模型使用 Level-Set 方法跟踪熔池气/液界面，采用焓－多孔度（enthalpy-porosity）方法得到了固/液界面之间的糊状区，并考虑了质量添加、材料熔化/凝固、热毛细效应（Marangoni效应）、浮力效应、活性元素质量传输等对熔池流动和界面的影响。通过该模型，具体分析了质量添加、力和界面平衡条件对熔池气/液界面的影响，以及由熔池温度/浓度分布引起的热毛细效应、金属材料的熔/凝过程和熔池流动形式对熔池固/液界面的影响。结果表明 ... 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

虽然吸附式制冷技术在节能与环保方面具有较大的优势，但是因传热传质性能较差导致整个系统的制冷性能较低。吸附床换热器结构是影响吸附床传热传质性能的重要因素。目前，吸附床换热器影响研究很少涉及板翅式矩形管换热器。本文通过建立二维三角形板翅式吸附床传热传质模型，开展了三角形翅片板翅式吸附床性能数值分析，重点进行三角形翅片间距和吸附剂层厚度对吸附床SCP以及COP的影响。结果表明，在其他条件相同的条件下，随着翅片间距的增大和吸附剂层厚度的增加，SCP都随之降低，COP都随之增大；另外，还发现吸附床的循环时间对SCP影响更为显著， ... 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

A finite element method model has been elaborated to study the localized corrosion around a MnS inclusion particle in stainless steel, taking into account the three electrochemically active phases of the matrix, passive film and MnS inclusion. The simulation results show the evolution of ... 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

已有研究结果表明，利用微波加热技术可使页岩气储层中产生裂缝，促进页岩气的增产。尽管在实验和数值上进行了广泛的研究，但在当前工作中样品尺度上的加热和矿物尺度上的破裂被分别、单独表示，微观观察结果并没有得到充分的解释。此外，目前的研究方法没有充分考虑不同矿物的几何形状、尺度和应力状态之间相互作用。本项工作提出了一种研究电磁热应力耦合损伤过程的新方法。在样品尺度上对微波加热进行模拟，并在微观尺度上对由此产生的应力-损伤响应进行模拟，其中具有不同热、力学特性的矿物以薄片形式堆积，而不是像以前工作中的内部嵌套。在页岩样品中观察到一个三阶段的温度上升曲线，但不一定在所有岩石中体现 ... Read More

飞机燃油系统雷电防护是飞机设计中需要考虑的一个重要部分。用实验方法研究成本较高，且周期长，数值仿真方法具有明显的优势。本文基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，建立内部带有液压管和燃油管的燃油箱系统模型。通过电-热耦合仿真考察雷电流在燃油箱上的传导路径，根据电流分布及温度分布给出成为潜在点火源的位置。进而对比研究了两端是否屏蔽对燃油系统上雷电流物理特性的影响。仿真结果表明：飞机燃油箱系统遭受雷击时，成为潜在点火源的位置有卡箍边沿、17号肋与燃油管和液压管连接处、燃油管和液压管以及桁条上距离16号肋和18号肋上开孔较近的地方 ... Read More

本文基于热传导方程，采用COMSOL有限元模拟软件中的固体传热接口研究TC4钛合金在进行飞秒激光表面扫描过程中的温度场变化。模拟采用控制变量法，通过改变不同的加工参数（脉冲能量、重复频率、扫描速度等）模拟飞秒激光加工对TC4钛合金表面瞬时最高温度的变化的影响。模拟结果表明，在多脉冲飞秒激光照射下，单个脉冲能量越高，热积累的平衡温度越高；脉冲重复频率越高，表面接受总能量越多，热积累平衡温度越高；扫描速度可以影响热积累的平衡，改善材料因表面最高温度过高而发生的氧化或熔化等不良现象。模型的模拟结果与经过验证的基于Matlab软件的数值模型的模拟实验结果相近 ... Read More