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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超声波无损检测是一种相对成熟的技术，具有快捷、准确、高效等优势，广泛应用于医疗、制造、建筑等行业。在道路检测领域，由于沥青路面材料的复杂特性，特别是粘弹性，限制了超声波无损检测的大规模商用。同时，考虑到粘弹性介质对频率敏感度很高，入射频率的合适与否直接决定了超声波检测的效果。因此，本文以入射频率为变量，探究其对超声波在沥青路面中传播衰减的影响。 建立二维模型，主体分为沥青路面结构和压电换能器两部分，属于声学、电学与力学的多物理场耦合。沥青路面结构部分使用“固体力学”模块，根据实际情况，结构分为三层并分别定义材料参数，同时用Kelvin-Voigt模型表征其粘弹性 ... Read More
采用仿真软件对压气机内部流场进行CFD数值模拟，通过合理设置边界条件，计算得到压力与流速分布，进而获取准确的质量流量和压比数据，绘制压气机工作特性曲线（Map图）。本研究的关键难点在于旋转域与非旋转域之间的交界面处理，以及边界条件的设定是否符合实际流动状态，直接影响仿真结果的准确性。 采用COMSOL中的“旋转机械”模块对压气机内部流场进行CFD仿真。该模块专为叶轮机械设计，支持对旋转域独立设置动网格模型，从而更真实地捕捉叶片高速旋转过程中流场的非定常特性。通过准确模拟动静部件间的相互作用与湍流效应，可有效预测压气机内部的速度、压力分布 ... Read More
引言 多孔材料能够吸收大量声能且只反射少量声波，因此具有良好的吸声性能而被广泛地用于噪声的控制。梯度多孔材料吸声性能的实验研究已经有所开展，但相应的数值研究却很鲜见。 COMSOL Multiphysics® 的使用 本文分别用3层和6层孔隙度呈等差数列的多孔玻璃丝组合成梯度多孔玻璃丝（图1为由3层不同孔隙度的多孔玻璃丝组成的梯度多孔玻璃丝，空气区域为宽W、高H的矩形，余下区域为多孔玻璃丝区域），并根据 DBM 模型采用 COMSOL Multiphysics® 模拟组合成的梯度多孔玻璃丝的吸声性能。 结果 由图2，梯度多孔玻璃丝（3层）与相同厚度 ... Read More
磁声电成像能够将超声成像和电阻率成像的优势结合在一起，促进电阻率和超声成像方法在各个领域内的应用。本文提出两种磁声电正问题模拟的计算方法，即采用电流连续性定理和耦合场直接计算的方法计算相应的磁声电信号，采用 COMSOL 软件建立二维仿真模型，利用压力声学模块、∆u系数型偏微分方程模块、磁场模块进行了两种方式的磁声电正问题仿真。仿真结果对比表明，对于磁声电的正问题计算过程，两种方法结果完全一致，均可采用。 Read More
干式变压器作为城区供电的重要电力设备，其连续运行时的振动噪声问题已成为制约其发展和应用的瓶颈，铁心的振动噪声不仅会对人们的生活环境造成污染，而且会降低设备的可靠性。由于该问题涉及电磁-机械-声多物理场耦合，铁心振动噪声的准确计算是研究此问题的关键。为此本文基于硅钢片磁特性的测量数据，并考虑铁心磁致伸缩效应，采用 COMSOL Multiphysics 多物理场仿真软件，通过 AC/DC 模块、声-固耦合模块对变压器铁心的应力、声压级分布进行研究，并提出优化控制方法。首先进行场路耦合计算，得到铁心磁场分布及应力分布，最后基于振动位移计算变压器的噪声情况 ... Read More
文章从数值模拟的角度研究了超声辅助水下湿法焊接中超声对自保护药芯焊丝产生的气泡的影响。在水下湿法药芯焊丝电弧焊接（FCAW）中，通过药芯燃烧产生的气泡来保护电弧和熔池，电弧的稳定性因此得到提高。采用了 COMSOL 两相流水平集的方法来模拟气泡，采用压力声学来模拟变幅杆振动产生的声波。在变幅杆模拟中，通过在辐射端端面上添加法向加速度，在变幅杆的表面和工件表面添加硬声场条件来形成驻波，通过改变变幅杆端面与工件上表面的距离，计算声辐射功率，从而得到超声谐振高度。在两相流中，首先模拟无超声时气泡的自由上浮过程，再通过在层流中添加体积力即声辐射力来实现声场与流场的耦合 ... Read More
扬声器仿真分析方法越来越受到电声企业关注，已成为扬声器设计的重要手段和发展方向。要想设计中高端扬声器，就必须建立一套完整的仿真分析方法。 本文介绍一种基于 COMSOL Multiphysics® 的用于中高端扬声器设计的仿真分析方法。该方法不仅包含了扬声器磁路、振动系统（结构）和声场的耦合分析，还模拟了温度对磁性材料和振动部件材料特性的影响。由于扬声器振动部件材料的粘弹性等特性，因此必须建立更为准确的材料模型。利用 COMSOL Multiphisics 软件丰富的第三方软件接口和二次开发功能，经数据后处理可得到声障板等条件下的声压级、谐波失真和互调失真等。 ... Read More
定量分析生物颗粒形态的变化可以为疾病诊断提供依据。例如血红细胞形态的变化常常会伴随有相应的血液疾病[1]，细胞的癌变常常伴随有细胞核形态的变化[2]等等。无标记的光学显微成像技术已经可以对生物颗粒的尺度和形状进行直接测量。光声显微成像技术 (PAM) 利用生物颗粒固有的吸光本领，已经可以对单个生物颗粒（如细胞和细胞器）进行成像[3]。 最近，光声流式仪(the photoacoustic flow-cytometry)已经实现了对单个生物颗粒进行连续检测[4]。然而，为了在大量的生物颗粒中快速检测生物颗粒的形貌，最好的方法是并非对其进行直接成像，而是采用高频光声显微技术 ... Read More
压电材料被广泛应用于传感器和执行器方面。压电陶瓷具有功耗低，振膜结构简单等特点。PZT具有很高的压电系数，具有机电转换效率高，驱动应用能力强的特点。 仿真设计中我们使用COMSOL Multiphysics构建了电、力、声多物理场，为了提高性能采用了多层材料叠加获得更大的法向位移，从而提高其低频响应。在压电材料的极化参数设定中我们通过求解数学方程获得一组弯曲的局域坐标，使得各向异性材料的极化参数与弯曲压电陶瓷的曲率法向一致。最后得到的计算结果与测试结果一致。同时使用COMSOL优化PZT几何参数和层数可以进一步增加其法向位移，提高器件性能。 Read More
针对非铁磁金属板的缺陷检测问题，进行了电磁超声无损检测技术的数值模拟及实验研究。电磁超声换能器工作机理复杂，已有的仿真大多是针对发射过程，并且被测体不含缺陷。本研究采用 COMSOL 软件建立了超声发射、电磁超声换能器接收的二维有限元模型，对被测体有无缺陷时线圈接收到的电压信号进行仿真分析。根据发射频率和超声导波的频散特性，设计并制作了回折形线圈，然后研究了线圈导体尺寸以及线圈提离对电磁超声换能器性能的影响，并对有无缺陷的铝板进行了实验研究。结果表明：仿真中线圈接收到的电压信号能够反映缺陷的位置，实验结果与仿真结果相吻合。 Read More