See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development
Engineers, researchers, and scientists across industries use multiphysics simulation to research and develop innovative product designs and processes. Find inspiration in technical papers and presentations they have presented at the COMSOL Conference. Browse the selection below or use the Quick Search tool to find a specific presentation or filter by application area.
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随着电池单体向大尺寸,高比能量,以及快速充电的技术发展,电池的不均匀性也呈现增大的趋势。大倍率充电会造成电池较大的内外温差,甚至可能引发析锂或热失控。因此,在保证电池不析锂的前提下,开发更优的快充策略也应着重关注电池的内外温差。建立三维电化学-热耦合热模型(耦合电池接口以及固体传热接口),通过添加Event接口,进行不同充电策略的设置能够实现对电池内外温度进行仿真。3D电化学模型分为五个域(正负极多孔电极、隔膜,以及半片铜铝箔),3D热模型为真实结构的方形电池(极组与铝壳前后完全接触,左右不完全左右,空隙充满电解液域)。热源有三部分 ... Read More
能量存储技术是减少能量浪费和节约能源的最为有效的手段之一。热化学储能技术具备高功率、大容量和低损耗的特点,在实际应用中可近乎无损耗地进行跨季节性利用,上述优点使得热化学储能近年来吸引了国内外学者的广泛关注。热化学能存储过程涉及流动、传热、传质、反应多个物理过程,为了完成实验室级测试到工业级应用的推广,储能设备的仿真模拟是必不可少的一环。为了简化计算,目前几乎所有的数值研究都假设储能材料的孔隙率为均匀且定常的;但在实际的物理过程中,孔隙率与反应程度紧密相关并随时间和空间变化。本文通过推导建立孔隙率变化的热化学储能模型 ... 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
通讯作者:衡益,邮箱:hengyi@mail.sysu.edu.cn 热传导反问题已广泛应用于如航空航天工程、机械加工、化学工程、冶金等工程领域。数学不适定性使其很难快速稳定求解。我们近年来进行了一系列相关研究[1-5]。与传统的基于优化的方法不同,本工作针对薄板上三维瞬态热传导反问题,即通过薄板加热面上的温度测量信息估算上表面的瞬态热流分布,提出了两步直接法。基本思路是通过重构Dirichlet边界条件将该反问题转化为易于求解的正问题,以获得近似解。此外,我们提出了基于后验误差的时空自适应网格细化离散策略进一步提高计算效率。本工作采用COMSOL ... Read More
冻融循环引起的破坏是季节冻土区渠道的主要病害,其发生与温度梯度和水分迁移有密切的联系。为了研究冻融循环作用下土体温度变化与水分分布,多场耦合理论应运而生。但目前存在的多场耦合模型大多采用了过多的参数,其中的一些参数甚至难以确定。因此本文基于Harlan流体动力学模型,以温度和孔隙率为变量建立了一个实用的多场耦合控制方程,然后采用COMSOL Multiphysics中的数学模块中的系数型偏微分方程(PDE)对土体温度场和水分场进行模拟,并与室内水分迁移试验进行对比,证明了该耦合模型的有效性。最后以北部引嫩工程渠道为例,建立模型试验,所得试验结果与模拟结果也是十分接近。 Read More
本文介绍利用COMSOL传热模块对激光闪射法(Laser Flash Method)测量具有环形结构的碳化硅复合包壳的瞬态传热过程,进而获得对标准激光闪射法估算热扩散率/热导率的几何修正系数和温度修正系数。 碳化硅复合包壳由多层的单质SiC陶瓷基体、SiC纤维编织层组成。碳化硅复合包壳在高温蒸汽中抗氧化性远远优于锆合金,因此被视为未来核电站燃料棒包壳的理想解决方案。为了开展碳化硅复合包壳的性能分析,需要使用激光闪射法获得其在500K~1800K温度范围的热扩散率。问题在于,激光闪射法标准(ASTM E1461-13)规定的样品形状为薄圆片 ... Read More
透明导电薄膜是柔性触摸屏、太阳能电池、透明加热器等现代设备中的关键部件。基于模板法制备的透明导电薄膜没有结电阻,具有高光学透明度及低薄层电阻,特别适用于透明加热器中。这种透明导电薄膜的电学、光学性能及稳定性与其中随机金属线网络的几何结构有着紧密关联。由于随机的金属线网络尺寸小至微米甚至纳米级,只能通过高分辨率的红外显微镜研究薄膜电加热时的温度分布情况,而其中电流的分布则要通过数学方程计算。因此,需要开发一种电-热耦合模型,探究透明导电薄膜在电加热过程中的电流及温度的分布情况,分析薄膜电加热性能与金属线网络几何结构的关系 ... Read More
随着城市地铁规模的不断发展,冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛应用。为了得到郑州地铁3号线联络通道冻结壁厚度达到2m时的合理的冷媒温度和冻结时间,了解开挖隧道对地层稳定性的影响。首先基于非饱和土渗流理论和能量守恒原理,考虑冰水相变对温度场的影响,建立了非饱和土水热耦合控制方程;然后基于热力学和热弹性力学理论,建立考虑相变过程的热力耦合控制方程;最后采用COMSOL有限元中的PED模块和固体力学模块实现温度场、水分场和位移场的三场耦合。分别设置冷媒温度为-20℃、-25℃、-30℃和-35℃,分析冻结过程中地层温度场的分布及发展规律,研究人工冻结过程中冻胀量的变化规律 ... Read More
我国南海地区常年高温高湿、雨量充沛、太阳辐照强度大,风速大且风中包含大量水汽,处于多强场耦合的热带海洋环境下,建筑围护结构承受着远高于大陆地区的热湿压力。尽管我国已开始对南海地区进行开发建设,但尚无相应的建筑热工设计指标体系进行指导,使得热工选材无据可依,围护结构设计有所失真。作为指标体系建立的重要基础研究工作,探究极端热湿气候下围护结构热湿耦合传递特点具有重要的科学价值和实际意义。本文针对南海地区建立了一维瞬态热湿耦合传递模型,利用Comsol数学模块系数型PDE接口进行了求解,探讨了热量传递、水分传输过程中相关参数的变化特点 ... Read More
Electrowetting (EW) has found a wide range of the potential applications including fast response displays, lab-on-a-chip microfluidic devices, and light vales. However, fundamental understanding of dynamics of EW-actuated droplet is not clear. In this work, a combined numerical approach ... Read More