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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微波反应器因其具有的缩短脂交换反应时间、提高反应速率等优点,深受人们喜爱近年来,微波反应器在制备生物柴油的化学工艺中被广泛应用,,但在微波强化化学反应的实验研究和微波反应器的工程应用中还存在很多的限制因素,其中的较为突出的问题之一就是热点问题。为此,本文以中式尺寸下的微波反应器为研究对象,通过改变波导位置、功率大小以及添加搅拌等方式,利用 COMSOL Multiphysics® 软件对热点问题进行了探究。模拟参考了微波炉加热土豆和模块化搅拌器两个案例,运用软件中的微波加热接口以及机械旋转层流接口,对电磁场、温度场以及速度场进行多物理场的耦合计算。模拟结果表明 ... Read More
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
本文以实际生活中常见的4种屋顶形状的建筑为研究对象,使用COMSOL MULTIPHYCIS 5.3a软件构建了一个二维数值模型,模拟了等高上斜屋顶、下斜屋顶、三角形屋顶、平屋顶筑物屋顶形状对街区峡谷高宽比W/H=1的城市街道峡谷流场以及温度分布影响,同时该模型加载了太阳辐射模块,考虑了建筑表面对表面的辐射效应,模拟了不同太阳辐射角下城市街道峡谷的风速以及温度分布.结果表明等高建筑物下,在不同辐射角度下峡谷内温度分布不同,但背风面容易发生热量的累积,而下斜屋顶更有利于城市街道峡谷的扩散,上斜屋顶更加容易导致热量的累积。这可以为城市规划师和设计师提供了一些建议与想法 ... Read More
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
煤层气开采过程中煤层所受应力、孔隙压力的变化以及气体的吸附解吸,会导致煤体骨架和孔隙体积发生变化,改变煤层的渗流能力。基于多孔弹性理论、渗流力学并考虑吸附变形,建立了煤层压裂水平井的物理模型,并建立了煤体变形和气体流动的全耦合数学模型,推导出了渗透率的动态变化模型。利用数值分析软件Comsol Multiphysics对煤层气的开发特征及规律进行了数值模拟,最终实现对模型中关键参数的敏感性和压裂裂缝参数的影响进行分析。 Read More
城市内超高层建筑物的高度和密度的快速增加会影响城市风环境,城市风环境与人身健康、社会经济息息相关,然而目前缺乏针对超高层建筑物的高度和密度对风环境影响的定量研究。本文利用COMSOL Multiphysics® 5.2版本CFD模块中的湍流k-ε接口,采取控制变量法,数值模拟超高层建筑物不同高度和密度分别对应的城市风场,从高空风噪、阻挡作用、城市通风三个方面综合评价风环境质量,探索形成良好风环境的高度密度参数组合。研究结果表明,相邻两栋超高楼之间的高宽比小于0.89时,高空风噪、阻挡作用、城市通风都能较好地符合环境要求。 Read More
三维封装技术是下一代集成电路最有潜力的发展方向。然而,由于三维封装结构的高度复杂性以及多尺度问题,若对所有细节进行建模,将会消耗巨大的计算资源,导致分析效率非常低下。例如,典型的硅通孔结构由圆柱型的金属导体以及外部包裹的一层非常薄的氧化层(微米级)所构成,使得三维封装整体结构的网格剖分非常稠密,严重影响求解效率。本文研究包含多个硅通孔的复杂结构热仿真问题。为了提高仿真效率,将含有薄氧化层的圆柱形硅通孔结构等效为不含氧化层的简化方柱结构。通过COMSOL软件的传热模块对简化方柱结构的等效热导率进行准确提取,包括水平方向和垂直方向的热导率参数。然后,基于上述等效模型 ... 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。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。电场指纹技术(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。但对于局部腐蚀的检测精度一直是腐蚀检测中的难点,本文应用COMSOL中AC/DC 模块对局部腐蚀进行模拟仿真,对发生在不同位置的点蚀进行模拟并提取数据进行分析 ... Read More
In the molding industry, temperature management of the tool temperature is of key importance for the stability of the manufacturing process and for the quality of the production. The molding industry covers many different applications and many different molding methods exist: injection ... Read More
当一定波长的电磁波照射到金纳米颗粒上时会引发局域表面等离子共振(LSPR)现象,这一现象将增强金纳米颗粒对入射电磁波的吸收,纳米颗粒将吸收的电磁能量转化为热能,温度升高,以纳米颗粒作为热源可以实现微纳米尺度上的精细温度调控。 本文通过广义多粒子Mie理论(GMM)计算在非独立散射的情况下,金纳米颗粒球多聚体的辐射吸收特性;然后基于COMSOL传热模块,考虑颗粒间的近场辐射换热现象,对包含多聚体颗粒的微尺度空间温度进行了模拟计算,讨论可见到近红外波段辐照条件下纳米颗粒多聚体及其周围几百纳米范围内基体介质的温度分布情况。 通过对金纳米颗粒球组成的多聚体的计算 ... Read More