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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储氢合金的PCT曲线和氢化动力学性能是描述合金储氢性能的重要标准,目前对合金的PCT曲线测试一般采用体积法,对合金氢化反应动力学的研究一般采用等容差压法。但在实际生产过程中,储氢合金通常是在恒定氢气流速的情况下工作的,所以研究合金在恒定氢气流速条件下的吸氢动力学性能很有必要。与实验相比,采用数值模拟预报合金的吸放氢性能节省了大量的时间和成本,具有突出优势。目前金属Pd及其合金被广泛应用于储氢及氢气纯化等领域,我们通过COMSOL软件建模,构建Pd吸氢热力学与动力学特性模型,选用传热、流体流动、域常微分等物理场模块建立了Pd在恒定氢气流速下吸氢动力学的计算模型 ... Read More
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
针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题,本文在结构优化后的模型基础上,探究物料介电特性、微波频率、物料量等对微波加热效果的影响。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行,使用其中的微波加热模块进行仿真计算。在电磁场中,以材料相对介电常数建立电位移场模型。模型波导外端面设置为矩形端口,并开启端口的微波激励,模式类型采用横电(TE)模式,模数为10,模式相位为0。在研究中分频域和瞬态两个步骤进行,在频域步骤中使用稳态求解器求解微波反应器腔体内的电场分布,以FGMERS法进行迭代求解;在瞬态步骤中使用瞬态求解器求解不同时刻下物料各个位置的温度 ... Read More
研究揭示煤层气在煤岩孔裂隙中的渗透流动以及吸附解吸规律对于煤层气资源开采以及瓦斯防治有着重要的意义。借助 COMSOL 软件构建了煤岩孔裂隙双重介质模型,其中孔隙介质部分采用固体力学模块、自由和多孔介质流动模块、多孔介质稀物质传递模块用三个物理场叠合在一起构成,裂隙部分采用自由和多孔介质流动模块、稀物质传递模块用两个物理场叠合在一起构成,孔隙介质与裂隙之间的交界面传递流体压力与速度,并发生吸附解析引起物质浓度变化。通过自定义域内材料参数,将各物理场联系起来,实现了流体流动、固体变形、物质扩散以及吸附解析之间的多场耦合,模拟了不同裂隙形态下煤层气在孔裂隙中的运移过程 ... Read More
借助数值模拟技术及煤层气排采经验分析排采过程中流体流动运移规律,能够为煤层气井智能排采提供技术支持。本文以某煤层气井地质与开发工程为基础,借助COMSOL软件构建求解数值模型,实现了煤层气排采动态分析及排采制度优化。取得以下主要研究成果: (1)采用含压裂裂缝的Warren-Root物理模型,以达西渗流理论知识为基础,建立了封闭可求解的煤层气排水降压数学模型。 (2)利用二维面和三维长方体叠加的混合法构建压裂裂缝,利用混合法求取边界流量,解决裂隙通量计算误差,提高了计算效率和流量统计准确率。 (3)以参数化扫描研究方法为基础,优化了该井的排采制度 ... Read More
基于纸基微流控芯片(μPAD)的核酸提取和扩增反应需均匀稳定、快速响应的热源。半导体制冷器具有无需制冷剂和体积小等优点,可为纸基芯片提供便携式、低功耗分析平台。相较于其他传统核酸扩增与检测设备,μPAD可以借助内部纤维结构的毛细作用自驱动输送流体介质。并且,微尺度下纤维结构具备较高的比表面积,在原理上可改善常规比色、荧光等检测方法的检出限和精准度。然而,滤纸材料本征参数对试剂溶液动态扩散过程和反应结果影响很大,数值仿真模拟是μPAD性能分析和优化设计的重要途径。本文应用COMSOL®热电效应耦合模块和非等温流动耦合模块,获取芯片内部的温度场信息,评价μPAD温控系统设计 ... Read More
通过COMSOL多物理场仿真软件,采用磁流体近似模型,进行等离子体模型建立时,首先建立二维轴对称几何模型,定义内置材料,设置等离子体内部反应方程式以及边界条件,其次进行网格剖分,最后通过研究和计算,得出仿真结果,从而对一维绘图和二维绘图进行研究。 在对等离子体模块进行学习过程中,学习COMSOL案例库中等离子体模块中直流放电“positivecolumn2d”模型和电感耦合等离子体“argongecicp”模型,对自己理解等离子体模块帮助很大。 此项关于等离子体破缺性研究的过程中,使用等离子体模块,根据不同的内部气体压强的变化 ... Read More
利用流体力学模型使用COMSOL软件进行潘宁离子源结构的建模,通过该软件试图找出潘宁离子源的最优结构。离子源结构被广泛的应用在各个领域,有着重要的作用,因此找到离子源的最优化结构是值得研究的课题。 主要使用COMSOL软件的等离子(plas)模块,添加AC/DC模块多物理场进行电容耦合计算,几何模型采用二维轴对称来构建离子源结构。使用COMSOL建立并模拟潘宁离子源的操作步骤主要是以下部分:1,先建立离子源的几何模型,通过手动一步一步绘制或者通过导入模型都可以达到一致的效果。2,设置材料。根据潘宁离子源的实际情况对先绘制的几何模型的各个部分进行材料给定,包括 ... Read More
微纳米马达是一种能将周围环境的能量转化为自身自主运动的新型智能仿生材料,其在药物的运输与释放,低维材料的合成以及软物质研究中有着重要的应用[1]。基于自电泳的双金属棒马达是研究时间最长的一类马达,它有着与自然界中类似的自组装和群体行为的特性[2]。但是其运动机理复杂且涉及到多个物理场的紧密耦合,这就为其进一步的研究和应用带来了一定的困难。 COMSOL Multiphysics® 可以方便地进行多物理场的模拟。图(1)展示了双金属棒的自电泳机理, 由于棒两端的化学反应造成了带电离子浓度的分布不均匀,进而产生自生电场驱动马达运动。其中传质过程 ... Read More
多分支水平井技术广泛应用于油田开发,与常规直井相比,多分支水平井增大了油气藏泄油面积,具有单井产量高、采出程度高和经济效益高等优势。在生产过程中,地层压力衰竭以及井间干扰对油气井产能具有重要影响,所以必须明确生产过程中地层压力的变化规律以及井间干扰情况。 模型不考虑地层温度变化,对固体力学与达西渗流场进行耦合。对于渗透率较低,厚度较薄的储层,可以看做纵向均质地层,工程上可以使用二维模型。图1为多分支水平井地质模型,地层假设为矩形区域,分布有两口相互平行的鱼骨状多分支井的水平段,上部为趾端,下部为跟端。将地层边界设置为固定约束边界,同时赋予地层初始压力P0 ... Read More