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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基于磁流体动力学与Maxwell方程组，建立微束等离子弧焊电弧的二维轴对称模型，应用COMSOL软件进行求解计算，得到了微束等离子弧焊的电弧温度场、流场、电流密度、电弧所受洛伦兹力以及工件表面电弧压力分布情况，并通过实验所拍摄的电弧形态对模拟的温度场加以验证。结果表明微束等离子弧焊电弧温度、等离子体速度与电弧所受洛伦兹力具有相同的变化趋势，均从阴极到阳极先增大后减小，从电弧中心逐渐向四周降低，最大值出现在喷嘴内部中心区域；电弧电流密度在阴极下端面取得最大值，在工件上表面取得最小值，且从阴极到阳极减小速度呈一个先减小后增大再减小的趋势；电弧压力与等离子体流速径向变化相同 ... Read More
锂离子电池的充电性能受环境温度影响较大，低温条件下充电极化电压升高充电容量下降的问题一直限制了锂离子电池的发展。本文以电化学反应动力学、质量守恒、电荷守恒和能量守恒为理论基础，利用COMSOL软件建立基于LiFePO4/石墨锂离子电池的电化学-热耦合瞬态计算模型，研究了-5℃、-10℃、-15℃三个低温条件下，锂离子电池充电过程中端电压和正极液相扩散极化电压随SOC的变化规律，并进一步通过提出表征这种极化的变量Pdpe，定量分析了低温条件对正极液相扩散极化的影响，最后通过电解质盐浓度和电解质电流密度分析极化变化的原因 ... Read More
井下信息传输技术是实现石油工程领域中智能钻井目标的一项关键技术，信息传输也是制约随钻测量技术发展和应用的“瓶颈”。声传播方式因具有结构简单、成本较低、易于定向发射等优点成为研究的热点，同时石油钻井中井下连续的钢质钻柱为声波的井下信息高速传输提供了条件。本文应用COMSOL固体力学瞬态模块二维轴对称数值计算对不同频率的正弦声信号在周期性管结构中传播过程中存在透射系数及衰减系数差异较大的现象进行数值模拟与分析。 构建理想周期性管结构的二维轴对称几何模型。分别对不同频率下的正弦声信号在周期性管结构中传输进行数值模拟，以频率为400Hz和500Hz的正弦声信号为例 ... 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
陷落柱、断层、煤层变薄带在煤矿开采过程中是常见的地质异常体，往往伴随着突水、瓦斯突出等事故的发生，给煤矿生产和建设带来重大的安全隐患。利用COMSOL软件，设计地质模型，模型尺寸1000m×500m，自上而下共分为三层，其中上岩层240m，中间煤层20m，下岩层240m；煤层中设有煤层变薄带、断层，以及穿透煤层的陷落柱。模拟过程中利用声学模块中的压力声学，瞬态接口，模型的上下左右都采用平面波辐射条件（除炮点），减小边界反射效应；在模型的左上方位置设置一个炮点，激发信号为频率100KHz的高斯脉冲，设置法向加速度条件。自由三角形网格剖分，计算得到二维绘图组 ... Read More
了解山地峡谷的风场特性是进行山区建筑规划、桥梁和风力涡轮机的选址等的重要前提。然而目前国内外的研究主要集中在理想化简单山体模型对应的风场特性，实际复杂山体的风场特性研究还较为缺乏。本研究利用Comsol Multiphysics 5.2软件导入高程数据并参数化曲面生成实际峡谷模型，再利用湍流k-ε接口模拟三种不同类型的实际峡谷（平行型，前窄后宽型，前宽后窄型）对应的稳态的风速场，分析并对比其风场特性。模拟结果表明，在进口风速一致的情况下，峡谷越窄的地方风的加速效应越明显，前窄后宽型峡谷内的风场较前宽后窄型峡谷内的风场更加安全。 Read More
Graphene nanowalls (GNWs) membrane exhibits a high response to deformation due to the interlaced graphene sheets. In this work, a contact-lens tonometer is developed using the graphene nanowalls (GNWs) as the sensing element for continuously intraocular pressure (IOP) monitoring. A gold ... Read More
全陶瓷微密封装（FCM：Fully Ceramic Microencapsulated）燃料，作为新一代用于核反应堆的耐事故燃料（ATF）元件的关键组成部分，具有裂变产物包容能力强、热导率高、辐照稳定性好等优势。FCM是由大量TRISO燃料颗粒（~103个/芯块）弥散于SiC基体组成的柱状芯块。其结构复杂，需要精细的数值模拟技术支撑研发。基于COMSOL多物理场耦合有限元软件开发的FCM燃料单颗粒和元件级芯块的多维热学-力学-裂变产物扩散耦合分析模型，详细考虑了材料物性参数随时间、温度、燃耗、快中子注量等因素的变化，基于COMSOL内置和自定义的模块 ... Read More
根据刺参在对流干燥过程中发生的物理变化，在COMSOL Multiphysics软件中建立了对流干燥系统传热过程中的刺参二维轴对称物理模型，模型中耦合了速度场、温度场等多个物理场，以实测的送风空气温度和速度为入口边界条件，对干燥箱内刺参干燥过程中的热量迁移规律进行了研究。设计对流干燥实验对数值模拟得到的结果进行了验证，实验值与模拟值表现出较好的一致性，数值模拟结果可用于同类型的干燥模型。 Read More
为实现超声导波对零部件的遍历检测，需研究超声导波相位模态控制与空间聚焦双相控技术。本文建立了超声导波阵列传播模型，推导得到二维阵列相位模态控制与空间聚焦双相控方法，在有限元软件COMSOL中运用固体力学物理场接口，建立铝板超声导波二维阵列聚焦传播模型，通过对各阵元添加不同的延时控制，实现激励模态控制与空间聚焦仿真，获得激励模态下铝板中超声导波传播的位移场分布，为超声导波阵列换能器的研制以及聚焦实验研究提供了有力依据。 Read More