Technical Papers and Presentations

多孔材料的透水过程模拟；假定多孔材料有限元模型中连通孔隙的水体，以自由渗透的方式通过所构建的多孔材料模型。纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equation）是用于描述流体运动方程，可以看作是流体运动的牛顿第二定律，简称N-S方程。模拟采用了该运动方程。通过仿真研究获得了多孔材料有限元模型渗流速度云图和多孔材料有限元模型二维截线处水头压力分布图。结果表明: 多孔材料二维有限元模型的渗流速度在整个渗流段呈现不均匀分布趋势。孔隙之间的间隙越小，渗流速度越大，孔隙间隙越大则渗流速度越小。在最窄的孔隙中，速度幅度高于进口处，在通道横截面积增大的地方 ... 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

隔声罩可将声源封闭在罩内，以减少向周围的声辐射，因此广泛应用于各类设备的噪声控制。对隔声罩隔声性能进行分析计算，对后续隔声罩优化设计具有重要的指导意义。 以插入损失为评价指标，基于COMSOL和MATLAB软件，采用根据插入损失定义模拟隔声罩安装前后罩外一点处声压级得到插入损失的方法，对某一隔声罩隔声性能进行计算，首先在MATLAB软件中编辑插入损耗计算公式对隔声罩的插入损耗进行理论计算，而后利用COMSOL软件在声学模块中对隔声罩进行仿真分析，通过施加域点探针得到罩外特定一点处的声压级，从而得到相应的隔声罩插入损耗数据并绘制插入损失曲线，最后进行实验 ... Read More

鉴于煤岩体“孔—裂隙”双重介质属性，利用COMSOL软件建立了含有孔、裂隙结构的煤岩基质细观结构模型。在模型中采用固体力学模块、层流模块、达西定律模块以及稀物质传递模块，通过自定义参数耦合和边界耦合的方式实现了多物理场的相互耦合作用。针对不同裂隙入口气压情况进行了数值模拟计算和分析，结果表明在裂隙壁附近应力过渡明显，渗透率变化显著，极易发生损伤破坏。研究发现模型中存在某一临界位置，在其两侧渗透率随入口压力的变化规律相反，即模型中距裂隙边界一定范围内的煤岩基质渗透率随入口压力的增大而逐渐减小，但在此范围外的煤岩基质渗透率随入口压力的增大反而逐渐增大 ... 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

本文提出了一种复合材料纤维排列的随机结构建模方法。该方法使得对纤维束中纤维单丝层面的随机排列结构对渗透性和流动特性的影响等研究成为可能。本文考虑了四个参数，包括三个微观结构参数：纤维束中域的边长L、纤维单丝半径值波动范围△R、纤维单丝间最小间距δmin和一个宏观参数：孔隙率ε。对纤维随机排列的多孔介质横向饱和流动进行了有限元分析，并采用Morris全局灵敏度分析（GSA）方法，研究了四个参数对渗透率的影响。结果表明宏观参数气孔率ε对纤维增强材料的渗透性能影响最大。 Read More

一个疫苗冷链运输箱。利用COMSOL Multiphysics 软件的CFD模块对模型进行仿真，利用冷冻至-8℃的冰盒使疫苗冷链运输箱维持在2~8℃。固体冰发生相变，从而产生冰由固体到固液混合再到液体的过程。在这一过程中，可以观察到融化界面、流体域中的速度分布、温度分布。 几何模型:长方体固体冰被塑性材料（简化成薄层）包覆，竖直置于疫苗冷链箱内进行熔融过程。 边界条件：空气域:环境温度Tamb=293.15[K]，相变材料：T= 265.15[K],即冰的初始温度; 物理场接口：层流、流体传热 物理模型：1.流体设置中，为观察到冰盒内流体由温差及自然对流引起的流体流动 ... Read More

Slab dehydration and fluid migration in subduction zone is important because it allows us to understand characteristics of the arc volcanism such as migration of the volcano front as well as the global circulation of water and carbon. To minimize the technical difficulties in the ... Read More

采用回转窑处理工业废弃物已有多年历史。工业废弃物里含有的有机物在高温下挥发、气化、裂解和燃烧，最后残留下含有硅、钙、铁等无机物，无机物构成了高温的具有一定粘度的炉渣。 高温炉渣夹杂着一定量的气泡。气泡可能从下列几个方面产生： 1）有机物裂解挥发产生的气体； 2）燃烧产生的气体； 3）夹带的气体； 4）液体在高温下的汽化。 从工业现场采集炉渣样品，获取了炉渣的微观结构。计算机模拟的过程揭示炉渣结构形成的过程。 研究表明，采用COMSOL Multiphysics流体力学模块和传递模块，二维非对称结构能够有效模拟高温炉渣的流动过程，解释了炉渣的形貌的形成过程。结果显示 ... Read More

摘要：机械搅拌作为一种重要的混合技术在化工生产、环保安全、生物制药等领域有着广泛的应用。搅拌效率和流场的分布是衡量搅拌质量的重要指标。然而，在层流搅拌流场中，搅拌桨周期性的扰动产生环形动力流场，搅拌槽内普遍存在混合隔离区，成为实现高效混合的主要障碍。合理的设计搅拌反应器强化流体流动与混合行为，是实现流体高效节能的重要手段。本研究基于有限元方法采用COMSOL-Multiphysics®分析平台的搅拌器模块中的层流接口进行模拟计算，参照搅拌器模块“案列库”中的“模块化搅拌器”边界条件，采用滑动网格技术求解 Navier-Stokes 方程模拟中低雷诺数的瞬态搅拌流动 ... Read More