Explore the innovative ways multiphysics simulation is being used worldwide to advance research
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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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
全陶瓷微密封装（FCM：Fully Ceramic Microencapsulated）燃料，作为新一代用于核反应堆的耐事故燃料（ATF）元件的关键组成部分，具有裂变产物包容能力强、热导率高、辐照稳定性好等优势。FCM是由大量TRISO燃料颗粒（~103个/芯块）弥散于SiC基体组成的柱状芯块。其结构复杂，需要精细的数值模拟技术支撑研发。基于COMSOL多物理场耦合有限元软件开发的FCM燃料单颗粒和元件级芯块的多维热学-力学-裂变产物扩散耦合分析模型，详细考虑了材料物性参数随时间、温度、燃耗、快中子注量等因素的变化，基于COMSOL内置和自定义的模块 ... Read More
复合型电磁轨道发射装置是轨道型电磁发射器研究的一个重要方向，复合型轨道是对轨道的内表面添加保护层，由于电磁轨道在发射时存在复杂的热量变换，轨道表面材料在吸收这些热量之后会发生脱落、气化甚至是电离等现象。为减弱在发射过程中的烧蚀现象，在轨道的表面添加保护层，使轨道内表面材料具有强的耐热性能，并且强度、韧性较好。运用 COMSOL Multiphysics® 软件仿真模拟复合轨道在发射过程中的温度、电流、应力和应变的变化。 Read More
随着城市用电量的逐年增加，单相变压器连续运行时的损耗发热严重制约了其发展和应用。高温发热会加速绝缘老化和缩短设备使用寿命，甚至导致一系列故障问题，降低设备的可靠性。该问题涉及电-磁-热多物理场耦合，心损耗温升的准确计算至关重要，为此本文基于硅钢片磁化特性的测量数据，考虑铁心磁特性受应力影响，采用 COMSOL Multiphysics 多物理场仿真软件，通过 AC/DC 模块、固体力学模块和传热模块对单相变压器铁心的磁场、应力、损耗和温升分布进行研究。首先施加激励得到铁心磁场及损耗密度分布，最后将损耗值作为温度场的热源，进而计算铁心的温升分布 ... Read More
氢能燃烧值高且无污染，被认为是人类社会摆脱对化石能源依赖的理想能源。目前氢能应用的主要瓶颈是氢存储。而氢存储的主要方式中，金属氢化物因其安全性高，循环性能好的优点，得到广泛的研究。但由于金属氢化物吸放氢反应的热效应、粉末床的传热和传质特性较差等问题，贮氢罐的吸放氢速率下降，成为限制应用的主要因素。最近十几年，贮氢罐吸放氢过程的数值模拟及相关模型得到广泛的研究。通过数值模拟方法可以优化设计贮氢罐，以期满足实际应用中的需求，同时节约设计成本。本文面对贮氢罐的实际指标(吸氢速率1.5 L min-1)，采用COMSOL软件中的多孔介质传热、地下流动以及数学模块 ... Read More
电流变阻尼器是基于电流变液智能材料开发的一种新型阻尼器，其阻尼响应特性可通过改变外加控制电场进行动态调节。传统均匀场控电流变阻尼器无法满足高冲击载荷下的应用需求，现有研究表明控制电场采用具有平行于剪切应力方向分量的非均匀电场可改善这一问题。非均匀场控电流变阻尼器采用交指状电极结构，可提供满足要求的非均匀控制电场。本文应用COMSOL Multiphysics仿真软件对交指状电极结构所产生的有效电场分布情况进行仿真分析，并改变相应电极结构参数来分析电流变液工作区域内有效电场强度平均值的变化情况，最后得到了电极结构参数对有效电场强度平均值的影响规律 ... Read More
析锂是限制锂电池快充与安全性能的关键因素。通过增加析锂反应动力学方程，在COMSOL Multiphysics中的锂离子电池模块可以对锂电池的析锂反应进行分析。且可考虑可逆锂，能计算得出析锂量、及析锂位置。结合三维卷绕模型，可以更加贴合实际分析电芯的析锂风险位置，并验证改善方法。通过仿真模型，还可以分析电势分布，电流密度分布均匀性。通过仿真DOE，指导电池设计，优化充电方案，使电芯能够维持高性能，长寿命。 Read More
随着能源紧张、油价攀升，环境污染严重，利用可再生绿色能源又成为不懈努力的方向。槽式太阳能热发电技术具有兼容性强、对电网冲击小、性价比高、发电成本低、可存储可调度等特点，近年来得到了迅猛发展，其核心部件为高温太阳能真空集热管，如图1所示。本研究利用 COMSOL Multiphysics® 针对真空集热管真实工况下的动态过程开展研究，并在此基础上开展集热管结构的优化设计。 由图 1 可知：集热管在电站中服役工况下，槽面会聚的太阳光主要集中于集热管下半面，上半面接收的会聚太阳光较少；导热工质自吸收管一端进入，接收会聚太阳光辐照能量，从吸收管另一端流出，流入→流出过程中 ... Read More
