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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由于能源紧缺和环境污染的问题,电动汽车在近二十年来得到了快速迅猛的发展。动力电池作为电动汽车最为核心的部件之一,将影响到电动汽车未来的发展方向。如果能够对电池进行合理的建模与仿真,将会对电池的研究、设计和使用具有很好的指导意义。为了配合车用BMS算法开发,需要不同荷电态(SOC)、温度、脉冲时间下的内阻、极限电流/功率的MAP等数据。而MAP数据量过大,手动逐点仿真工作量太大,同时,极限电流/功率等需要查找,手动操作复杂。通过COMSOL与MATLAB联合仿真技术自动化获取数据,可以提高计算精度,减少人为测试量,减少开发成本。 ... Read More
本研究针对农产品热风干燥过程, 基于植物生理学,将实际细胞结构简化为模型细胞,即由一层半透性的细胞膜包裹着葡萄糖溶液的细胞腔和具有微纳米孔隙结构纤维组织的细胞壁两部分组成。基于菲克扩散定律,以水势差作为水分传输的动力,分别针对细胞腔和细胞壁建立相应的水分瞬态传输模型。将细胞膜假设为理想半透膜,建立水分跨膜传输方程描述水分从细胞腔到细胞壁的跨膜传输过程。采用COMSOL Multiphysics软件PDE模块的系数形式偏微分方程构建并求解水分传输方程。 考虑到干燥过程中的变形现象,提出细胞内水分浓度和其结构应变的耦合关系,建立细胞结构形变模型。材料属性采用COMSOL ... Read More
干热岩致密且天然裂缝发育,能否有效激活天然裂缝、提高储层连通性是高效开发干热岩地热能的关键。流-固-热耦合作用下的裂缝剪切滑移机制是其关键科学问题之一。本文基于 COMSOL 多物理场计算平台,建立干热岩压裂裂缝剪切滑移模型,综合考虑热储层与注入流体换热、原地应力、缝内净压力、裂缝面摩擦系数等原位参数,得到了裂缝剪切滑移加速度与位移、速度与位移、位移与时间以及摩擦力与位移的变化规律。同时研究了材料属性、法向加载路径、切向载荷和摩擦系数等因素对极限滑移距离的影响规律。结果表明:裂缝极限滑动位移(极限滑动距离)受岩石弹性模量、裂缝面摩擦系数 ... Read More
高温气冷堆中使用了大量的碳素材料,作为多孔材料,碳素材料含有一定水分等杂质。为了减小反应堆高温运行条件下的堆内材料腐蚀,高温堆在初装堆和事故后需要对一回路进行严格的加热除湿操作。目前一回路加热除湿主要是依靠主氦风机旋转,将动能转换为热能来提升温度。本文将采取另外一种方案,在蒸汽发生器处增加外加热源来加热一回路工质。基于大型商用软件COMSOL Multiphysics建立高温堆内一回路加热的流动传热模型,对两种加热方案的一回路升温过程作数值分析,为高温堆加热除湿方案的选择提供有益的指导。本文中使用的物理场为传热——共轭传热——湍流,多物理场耦合为非等温流动。 Read More
细胞分离对于研究细胞性质和疾病的诊疗至关重要。利用倾斜角度声波声表面波驻波(TaSSAW)器件可以很好地实现粒子和细胞的分离。然而,目前缺乏一种系统的理论来分析TaSSAW装置中的粒子运动,和分离距离。在这篇文章中,我们利用理论推导和模拟仿真系统性地研究了粒子在TaSSAW中的运动情况。我们先通过理论分析,得到了粒子的两种运动模式的解析表达式,以及它们的阈值。然后利用COMSOL Multiphysics 对TaSSAW中的粒子声泳进行模拟,得到了的结果与理论分析相符合。我们先将声表面波器件的模型进行简化为二维。然后利用压力声学接口在频域求解了不同倾斜角度的声表面驻波场 ... Read More
旋动血流是人体中广泛存在的一种正常生理现象,它可以提高壁面剪切力,抑制动脉粥样硬化、内膜增生、血栓粘附等疾病的发生。但是对其产生的原因,一直没有确切的定论。鉴于下肢动脉内壁具有螺旋褶皱,螺旋型支架可以引导旋动流,我们提出一种新型内壁有螺旋褶皱的血管模型。 在COMSOL 中,借助CFD及结构力学模块添加多物理场。对模型进行血流-血管流固耦合仿真,研究血流的流动模式,计算血液流动在心动周期不同时期的血管形变、壁面剪切力、血流速度和流线分布。血流采用不可压缩非牛顿流体,血管使用线性、各向同性线弹性材料。在边界条件方面,入口采用层流流入,速度符合脉动曲线。出口压力符合压力曲线 ... Read More
复合电极(即电极中至少含有两种活性材料)被广泛采用于锂离子电池设计中。但是,实测复合电极的周期长,且现阶段还没有一种准确度高且简单实用的复合电极开路电势曲线的仿真方法。 本模型使用锂离子电池模块。步骤1:建立以复合电极为工作电极、锂为对电极的半电池的一维有限元几何模型;步骤2:定义所述半电池的材料参数和边界条件;步骤3:对半电池的一维几何模型进行网格划分;步骤4:运算,获得半电池的开路电势曲线,即复合电极的开路电势曲线。通过以上步骤获得的复合电极OCV曲线可放进COMSOL材料库,作为全电池的电极(正极或负极)OCV曲线。 Read More
激光熔凝通常被作为材料表面的最终处理工艺,然而激光熔凝处理后,材料表面容易出现高低起伏的波纹,降低了其表面质量。因此,为了在激光熔凝处理后获得平整的表面,同时降低后续机加工所需的成本和时间,本文提出了利用稳态磁场抑制激光所致熔池运动的方法。以固液相变统一模型为基础,建立了考虑热传导、流体运动、相变及电磁场作用的多物理场耦合2D瞬态仿真模型,将洛仑兹力以体积力形式添加到动量方程源项中,并利用移动网格(ALE)的方法在模型中计算了熔池表面的运动形态 ... Read More
当前普遍应用空调均是通过调控整个房间的温度来控制环境,因此难以解决人与人之间热需求不同的问题。由此新兴的个人通风系统通过仅针对性地调节人体周围的微环境来达到节能和使人体热舒适的双重目的。本研究即是通过COMSOL模拟来探究不同的顶板风口入风条件对于其正下方的坐姿人体热舒适程度的影响,从而对今后智能空调的设计提供一种思路。 在COMSOL软件中,一个人体模型以差集的形式被设置于一个443(m)的房间中,房间顶板正中心设置一个圆环形状的入风口,在房间一侧面的底部设置了一个狭长出风口。模型采用了流体传热和Realizable k-e两个模块,基于房间的对称性 ... Read More