Sehen Sie, wie die Multiphysik-Simulation in Forschung und Entwicklung eingesetzt wird
Ingenieure, Forscher und Wissenschaftler aus allen Branchen nutzen die Multiphysik-Simulation, um innovative Produktdesigns und -prozesse zu erforschen und zu entwickeln. Lassen Sie sich von Fachbeiträgen und Vorträgen inspirieren, die sie auf der COMSOL Conference präsentiert haben. Durchsuchen Sie die untenstehende Auswahl, verwenden Sie die Schnellsuche, um eine bestimmte Präsentation zu finden, oder filtern Sie nach einem bestimmten Anwendungsbereich.
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摘要：砾幕层是西北荒漠区特殊的地表覆盖层，是由土壤结皮和地表砾石构成的，具有抑制土壤风蚀的作用。为了探明不同砾石分布类型（不同砾石砾径占比）和覆盖度下的砾幕层风蚀破坏机理，采用COMSOL数值模拟软件，建立了砾幕层风洞风蚀三维仿真模型，调用了软件中的流体流动“单向流-湍流（低雷诺指数k-ε）”模块，进而模拟获得了不同砾石分布类型和覆盖度下砾幕层表面速度场的分布规律，探讨砾石分布类型和砾石覆盖度对砾幕层的风蚀破坏机理。研究结果表明：（1）砾石分布类型Ⅰ（中砾6%、粗粒32%、极粗砾62%）高于阈摩擦速度区域所占的面积比例明显高于砾石分布类型Ⅱ（中砾11%、粗粒33% ... Mehr lesen
为了实现锂电池电芯设计定向优化及评估析锂风险，如Fig.1所示，本工作利用COMSOL的“电池模块”中的“Lithium-ion battery”物理接口，基于Dolye等[1]的伪二维（P2D）模型、多孔电极及浓溶液理论，建立了固液相电荷守恒、固液相物质守恒及电荷转移守恒方程并求解，采用带初始化的瞬态求解器进行仿真。考虑到计算成本及场景需求，磷酸铁锂（LFP）电池电芯设计、极片缺陷和涂覆不同动力学负极材料案例分别构建为一维、二维和三维模型。为优化LFP的多孔电极的孔隙率、厚度设计，实现比能量和比功率最大化，基于COMSOL锂电池接口模拟了290多组设计实验 ... Mehr lesen
天然气掺混氢气后进行燃烧发电能够降低温室气体二氧化碳的排放。在燃烧前，两种气体需要经过静态混合器以保证氢气与甲烷充分混合。此研究根据实际工况条件，建立甲烷和氢气混合的热力学及动力学模型，对比两种气体在不同几何构型混合器中混合后的均匀程度。基于混合工艺条件，首先比选了不同的甲烷氢气混合体系的热力学模型，确定了合适的混合气体密度、黏度以及分子扩散系数的计算方法；其次通过计算流体力学建模，分析了工业上常用的T型管、KSM螺旋式静态混合器和一种基于倒圆锥台几何构型的混合器在甲烷和氢气混合上的性能。以模拟计算出的分离强度作为对比指标 ... Mehr lesen
井下牵引机器人是一种安装在测井、射孔或修井工具串前端的自驱动装置，其核心作用是解决传统电缆或钻杆输送方式的局限性。其工作环境极端，给设计与可靠性评估带来了巨大挑战。传统的经验设计和单场分析方法难以准确预测其在实际井筒中的结构特性与牵引性能。本研究基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台，对一款电动轮式牵引机器人进行了全流程的建模仿真与性能预测，建立了牵引机器人的几何模型，并系统性地研究了其核心物理过程。牵引机器人在运动过程中，伸缩臂可根据井筒尺寸自适应调节角度。将模型简化为二维结构，可以更直观地观察伸缩臂角度自适应调节的过程。在水平井 ... Mehr lesen
本研究对PVT法生长碳化硅晶体的气相输运过程进行了模拟，该模型包含了坩埚的内部和外部，而坩埚的接缝连接处被模拟为多孔石墨，可以允许内外气体进行交换。坩埚外部的流场情况为，氮气和氩气从PVT炉的底部通道流入，混合气体从PVT炉顶部流出。坩埚内部的流场情况为，碳化硅粉末升华产生SiC2，Si2C和Si蒸气并向上升华，在籽晶处沉积。同时，坩埚内部和外部的气体物质通过多孔接缝发生交换，氮气和氩气可通过多孔接缝扩散至内部，SiC2，Si2C和Si蒸气也可通过多孔接缝到达坩埚外部。碳化硅反应气体物质的升华和沉积用 Hertz-Knudsen来描述，对流和扩散由Navier ... Mehr lesen
目前我国页岩气的勘探开发也已取得了突破性成果，但是随着页岩气的开发，仍存在两大问题困扰着科学工作者和现场工程师：（1）页岩气开发过程中的渗透率演化规律尚未摸清；（2）在产气过程中，页岩气在产量上往往呈现出不确定性；针对以上问题，本文发展了基于孔隙结构特征变化的气体微观扩散模型，建立了微观尺度模型用以研究页岩基质有机质与无机质气体流动-微观变形之间的耦合作用。通过离散模型对分析了微观尺度页岩基质不同矿物组分（有机质和无机质）力学参数、孔隙结构、气体流动参数差异对气体微观扩散能力的影响机制，建立了由孔隙结构和流体压力控制的有效扩散模型描述气体微观扩散行为 ... Mehr lesen
锂离子电池的安全长寿命运行离不开高效的热管理系统，其中浸没式液冷热管理系统的散热功率较大同时能实现电池组较高的温度一致性，是目前极具发展潜力的热管理方式。本研究利用COMSOL Multiphysics软件中的固体与流体传热模块和电池中的集总电池模块，并结合非等温流动和电化学热两个热多物理场，建立了浸没式液冷热管理系统的仿真模型，综合比较了三种浸没式液冷方式的散热能力，进一步通过COMSOL中的参数化扫描等功能研究探究了出入口位置、电池间距、冷却液热特性对浸没式液冷散热特性的影响。结果分析中采用了COMSOL丰富的后处理功能 ... Mehr lesen
模型通过锂电池模块、传热模块、CFD模块的耦合实现。锂电池与传热采用弱耦合形式实现，而传热及流体采用强耦合形式实现。电芯产热与散热满足能量守恒定律。 根据三电极实测数据分别修正不同倍率充电条件电芯全电池电压、正参电压、负参电压，确定电芯动力学参数，完成模型的标定。热源包括正负极柱以及连接片焊接处产生的欧姆热，极组所产生的电化学热。流体属性及入口、出口的边界条件根据特定需求来设置。流体采用湍流中K-ε类型，流体对网格的要求比较高，流体网格需要加密并设置为流体静力学物理场来增加模型的收敛性，模型计算量较大，故采用分离式求解器。充电策略因为以时间作为阶梯充电倍率的转换依据 ... Mehr lesen
本研究以Pandax-20T超高纯氙除氡低温精馏塔大冷量回收系统换热器为对象，旨在解决液氙冷箱和再沸器内对冷热量的需求，即将再沸器内液氙汽化吸热产生的冷量通过R14节流制冷循环提供给液氙冷箱内，实现其中氙气液化（22 kW的冷量），再沸器中则产生20.6 kW的热量用于精馏汽化。在有限的空间内，为满足再沸器液氙中换热器及冷凝器气氙中换热器管路的相变换热需求，优化换热管路传热设计，避免再沸器中液膜及冷凝器中气泡形成热阻对换热的影响，本研究提出了异形弯管换热器的设计方案，以提高空间利用率、扩大管路间距并避免液膜和气泡的形成。为了验证设计方案的可行性 ... Mehr lesen
本研究成功开发出一种多级梯度结构的OMI纤维膜，其特点包括由外至内纤维直径逐层递减、每层具有双峰纤维直径分布、以及有机-无机复合功能化策略。这种独特结构实现了低压阻下的高效空气过滤，并确保了长期热稳定性。该OMI纤维膜对PM0.3、PM1.0和PM2.5的过滤效率分别达到99.98%、99.99%和100%，且压阻仅为65 Pa。此外，针对压力场和颗粒过滤行为的CFD模拟结果与实验趋势一致。在250 °C热处理12小时后，该OMI纤维膜仍保持94.68%的PM0.3过滤效率和62 Pa的压阻。本研究证明了OMI纳米纤维膜在250 °C下的基础热稳定性与过滤潜力 ... Mehr lesen