Technical Papers and Presentations

虽然吸附式制冷技术在节能与环保方面具有较大的优势，但是因传热传质性能较差导致整个系统的制冷性能较低。吸附床换热器结构是影响吸附床传热传质性能的重要因素。目前，吸附床换热器影响研究很少涉及板翅式矩形管换热器。本文通过建立二维三角形板翅式吸附床传热传质模型，开展了三角形翅片板翅式吸附床性能数值分析，重点进行三角形翅片间距和吸附剂层厚度对吸附床SCP以及COP的影响。结果表明，在其他条件相同的条件下，随着翅片间距的增大和吸附剂层厚度的增加，SCP都随之降低，COP都随之增大；另外，还发现吸附床的循环时间对SCP影响更为显著， ... Read More

温度对扬声器的影响体现在性能和可靠性两个方面。当散热不良、温度过高，可能导致音圈散圈、磁路脱胶、退磁等一系列问题，影响扬声器性能。温度过高还可能造成盆架等不耐温材料的形态改变，导致外观变形甚至破坏。 该模型求解的是扬声器零部件之间的热传导，以及空气的对流问题。通过建模仿真，可以得到功率实验时扬声器音圈、磁路和盆架的温度分布和温升曲线。经过验证，该模型得到的仿真结果与实测结果吻合较好。这对于评估扬声器材料耐温能力和功率实验风险有很好的指导意义。 此模型需要“CFD模块”、“传热模块”和COMSOL Multiphysics®。 The effect of ... Read More

TC4钛合金有重量轻、塑性好、比强度高、耐腐蚀性好等诸多优良特性，因此被广泛用于航空航天、生物学、医学等领域。飞秒激光的脉宽为飞秒量级，远小于电子-声子耦合时间（皮秒量级），即在飞秒激光脉冲作用时间内晶格来不及升温，可实现真正意义上的“冷”加工。由于飞秒激光常用于微小区域的精密加工，在很短的时间内难以利用仪器直接检测材料温度，因此需要开发能够精确模拟材料温度的数值模型。利用COMSOL Multiphysic飞秒激光烧蚀钛合金的双温模型，建立一个二维轴对称数值计算模型，研究不同激光能量密度单脉冲飞秒激光的对Ti6Al4V基体的烧蚀情况。从烧蚀形貌 ... Read More

锂离子电池的温度均匀性是影响电池充放电性能的重要指标之一，由于在放电过程中电池每个组件的产热情况不同，导致电池的温度分布不均匀，会给电池带来一定的安全隐患。因此利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立了LFP方形电池的热-电化学耦合模型，用以计算放电过程中电池各个组件产热，根据仿真结果可以得到电池各组件在放电过程中的产热功率及温度分布情况，从而为锂离子电池的结构设计提供理论参考。 模型的建立主要应用到COMSOL软件中锂离子电池接口及固体传热模块，其中锂离子电池接口用于建立电池的电化学模型，模拟电池充放电过程中电池内部的电化学反应 ... Read More

电动汽车领域的发展让锂离子动力电池的充电模式成为焦点，不同充电模式对锂离子电池的热安全性影响不同。借助COMSOL Multiphysics平台，通过设置锂离子电池接口和传热接口建立了电化学-热耦合模型，研究了常规充电模式中的恒流充电和恒流恒压充电模式、快充模式中的多阶段恒流和脉冲充电模式对锂离子电池热安全性的影响。研究结果表明：恒流恒压充电模式在各性能上优于恒流充电模式，但并不符合快充需求。提高多阶段恒流充电模式初期充电倍率的同时增加充电阶段可缩短充电时间、保证充电容量。脉冲充电模式增大脉冲占空比和适当缩短脉冲宽度可提高充电性能和保证充电过程中锂离子电池的热安全性。 Read More

在岩石传热、岩石渗流以及一些和多孔介质有关的领域的仿真中，不可避免的需要用到随机几何。但是三维随机几何建模几乎无法手动完成，必须借助于程序自动建模。利用comsol的API接口结合Java语句可以实现这一功能。在comsol的app开发器下的方法中能够进行代码的编辑。具体创建思路如下：假定物体为一个111的块体，然后在块体中生成位置随机、角度随机的椭球体。随机性可以用random函数保证，但是这样生成的椭球会重合。为了保证生成的椭球不重合，需要先生成第一个随机椭球，并添加进累积选择中(CumulativeSelection)，然后将累积选择 ... Read More

超导边沿转变探测器（TES）是一种通过测量微小温度变化推算光子能量的薄膜器件。落在吸收体顶面的光子由光能转化为热能被吸收体吸收，热量通过吸收体底面的支撑结构传导到TES上，TES将微小的温度变化转换为电信号读出。为保证吸收体的力学稳定性，在TES和基底上都有支撑结构。为使探测器达到足够的能量分辨率，必须保证吸收体上大部分能量都传导到TES，只有很少能量通过基底上的支撑柱分流到基底。由于光子入射位置、支撑柱半径、数量和位置都可能对导热产生影响，因此需要对支撑方案的参数范围进行限制，为今后的实验设计提供依据。本文使用COMSOL软件的固体传热模块模拟稳态下探测器的热量分布 ... Read More

近年来，碳纤维复合材料以其刚度高、模量高、强度大、质量轻等优点在工业界得到了广泛的应用。当采用高速铣削等传统方法加工碳纤维增强复合材料时，常出现如刀具磨损，复合材料分层、加工后材料性能变差等问题。而激光切割通过激光束熔化、汽化材料表面实现对材料的去除。由于不直接接触复合材料，从而避免了传统加工方式中存在的诸多问题。 为了研究激光切割碳纤维复合材料的工艺，采用COMSOL软件模拟了碳纤维复合材料板的激光打孔过程。在研究中，使用COMSOL软件中的固体传热模块和几何变形模块进行仿真。首先，通过在复合材料板表面加入面热源，模拟红外激光束对材料表面的加热作用。然后 ... Read More

在溢流法(Overflow Method)盖板玻璃制造中，原料进入窑炉后高温熔解，而后经由铂金通道做澄清消泡和搅拌的动作，最后进入成型磗溢流而出成板材，下拉退火，切板进入后端制程。业界对盖板玻璃要求愈来愈高，尤其近日 Iphone12 推出的微晶玻璃前盖，更是将盖板玻璃制造工艺推进到全新高度。高质量的盖板玻璃工艺控制非常精密，整体制程的流场、温场、电流密度…等等需有完整科学化的研究。Comsol Multiphysics 提供了方便使用的二相流模型可供调用，例如，Dispersed multiphase flow models (bubbly flow…等等) ... Read More

定量分析生物颗粒形态的变化可以为疾病诊断提供依据。例如血红细胞形态的变化常常会伴随有相应的血液疾病[1]，细胞的癌变常常伴随有细胞核形态的变化[2]等等。无标记的光学显微成像技术已经可以对生物颗粒的尺度和形状进行直接测量。光声显微成像技术 (PAM) 利用生物颗粒固有的吸光本领，已经可以对单个生物颗粒（如细胞和细胞器）进行成像[3]。 最近，光声流式仪(the photoacoustic flow-cytometry)已经实现了对单个生物颗粒进行连续检测[4]。然而，为了在大量的生物颗粒中快速检测生物颗粒的形貌，最好的方法是并非对其进行直接成像，而是采用高频光声显微技术 ... Read More