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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精确监测电缆载流量对海南联网系统500 kV海底电缆的规划和运行具有重要意义。目前进行载流量计算的方法主要分为三类:解析法、数值解法和试验测试法。数值解法是进行海底电缆温度场分析时最常用的方法,其中有限元法能很好的模拟各敷设情况下电缆的实际运行情况,省去了实地测试成本,又保证了计算精度。本文利用COMSOL仿真软件研究了一种基于分布式光纤传感技术的海底电缆载流量多物理场仿真方法。 根据海南500kV海底电缆敷设的实际情况，建立四种不同的仿真模型，分别为空气裸露段、登陆段、潮间带和海床。根据不同模型中海底电缆、光缆的物理参数和外部环境物质的材料设置边界条件 ... Read More
COMSOL在研究锂金属固态电池负极界面问题的应用 陈翯[1] 沈忠慧[1] [1] 清华大学，北京，中国 锂金属固态电池中，枝晶生长刺穿电解质导致电池短路是电池失效的重要因素之一。研究表明在Poly(vinylidene difluoride) (PVDF)-based固态电解质和锂负极界面会形成稳定非均一纳米界面层，起到高电流密度下自开路作用，从而避免过流引起的安全问题。 通过飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)，X射线光电子能谱分析（XPS），俄歇电子能谱（AES）确定出PVDF-LiFSI|Li界面层是由Li2CO3，LiF ... Read More
当高温超导体内部出现温升时，其临界电流密度会发生改变。为探索这种温度效应对高温超导磁悬浮的影响，本文利用COMSOL软件，结合AC/DC 模块及传热模块，建立了悬浮于永磁轨道上方的高温超导块材二维实体模型，以磁轨的小幅振动模拟轨道不平顺。模型基于非连续性超导体E-J磁通流动与蠕动电磁本构关系，考虑不同温度-临界电流密度Jc(T)关系表达式，研究了高温超导块材在磁场不平顺激扰下的磁-热-力动态行为特性。并探究了不同Jc(T)关系对仿真模型求解效率及收敛性的影响。该工作将为高温超导磁悬浮磁-热效应及能量损耗问题的研究提供一定的仿真手段。 Read More
传统的微波加热存在加热不均匀加热效率低等问题，对此本文提出了一种微波四端口扫频加热模型。通过使用四个端口馈入能量和使用变化的频率来提高加热的均匀性和效率。微波加热的过程是一个电磁场与固体传热场相互耦合的过程，通过COMSOL软件与MATLAB软件的联合调用实现了四个微波馈口的频率时变微波加热的数值分析。并通过NPA的计算优化了网格，最终通过实验验证了仿真的准确性与可靠性。 仿真模型如图1所示，被加热的物质为45mm45mm15mm的土豆块，土豆块放置在腔体底部中央的聚四氟乙烯托盘上。微波四个侧面个连接BJ26波导，微波通过波导传输到腔体中 ... Read More
摘要：高温超导磁悬浮利用车载高温超导块材的磁通钉扎特性实现稳定悬浮，自其研发之初就受到广泛关注。车辆在运行过程中，由于非理想永磁轨道表面的不平顺，高温超导块材内部将会产生交流损耗，这直接影响到高温超导磁悬浮系统的稳定性。本文利用COMSOL Multiphysics 软件，结合PDE模块和传热模块，建立了二维高温超导块材YBCO在交变外磁场下的磁-热耦合模型。通过添加边界条件以实现不同频率和幅值的交变外场激励，在此基础之上计算了超导块材的交流损耗特性和温升特性，并探究了超导块材失超的极限条件，为高温超导磁悬浮系统安全稳定运行提供了一定的指导。 关键词：高温超导磁悬浮 ... Read More
传统声表面波（SAW）滤波器技术存在Q值低（＜1000）和频率随工作温度漂移的特性，已经难以满足频段越来越拥挤的5G时代射频终端对滤波器的要求，因此，传统的SAW滤波器必须向具备高频率-温度稳定性的温度补偿型SAW（TC-SAW）滤波器发展。鉴于SiO2层与压电层具有相反温度弹性的特性，且该工艺比另一种键合温补方法简单、成本低，是目前国内外声表厂家广泛采用的一种温补方式。 对该种TC-SAW谐振器进行COMSOL建模仿真，研究SiO2层、指条层厚度对SAW波导的影响，以及材料参数和结构尺寸与SAW滤波器频率温度系数（TCF）及机电耦合系数之间的关系 ... Read More
电磁辐射对燃油危害是加油站、炼油厂、油气基地等大型设施禁用手机和其他无线通讯设备的重要原因。不同于静电对燃油蒸气的危害，本文的研究重点在于分析不同频率下的射频放电击穿特性。基于射频等离子体鞘层模型，通过多物理场仿真，分析了12M~300MHz频率下的氩气射频放电过程。仿真结果表明，当激励频率大于雪崩击穿临界频率时，两侧极板附近会形成随激励周期变化的鞘层区，中心区域为准电中性的等离子体区。同时，当激励频率远小于等离子体频率时，鞘层会促进极板附近的γ电离过程；随着频率增大，鞘层特性会逐渐退化，而中心区域的α电离过程会增强。此外，放电特性曲线表明，频率越高，板间放电电压越小 ... Read More
利用压电阻抗法获取压电材料随监测结构不同损伤状态而变化的阻抗信号来实现监测的目的，一般将压电材料粘贴于监测结构表面或者内嵌入结构，当施加交变电场于压电材料时，电场会激发压电材料产生相应的机械振动，从而对被监测的结构施加激励，不同健康状态的结构会产生不同的机械振动，而相应的振动信号会由于正压电效应而反应在压电材料的电阻抗变化中。因此通过提取不同应力状态时阻抗信号中结构的谐振或压电材料的谐振信息，建立特征频率与力载荷之间的关系，从而实现结构应力监测的目的。 模型采用四分之一对称模型，将压电片嵌于铝板之中。确定压电片的压电柔度矩阵、压电应变矩阵、相对介电矩阵 ... Read More
管道运输在现代运输业中占有相当重要的地位，是石油、天然气远距离运输最主要的手段。为保障管道的长期安全运行、降低其腐蚀失效的风险，对其进行有效的腐蚀检测势在必行。电场指纹法（Field Signature Method，FSM）作为一种新型的无损检测技术，拥有适用范围广、监测精度高、使用寿命长等优势，安全性、敏感性和灵活性都比大多数非破坏性监测手段好，近年来在油气田及石油炼厂等领域有大量应用。但在电场指纹法中，对于局部腐蚀尤其是各种类型的点蚀的精确检测一直是腐蚀检测中的难点。本文应用了COMSOL软件的AC/DC模块进行数值模拟 ... 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