Sehen Sie, wie die Multiphysik-Simulation in verschiedenen Branchen eingesetzt wird
Multiphysik-Modellierung und -Simulation treiben Innovationen in Industrie und Wissenschaft voran – wie die zahlreichen Anwendungsbeispiele zeigen, die jedes Jahr in den Fachbeiträgen und Postern von Ingenieuren, Forschern und Wissenschaftlern auf der COMSOL Conference vorgestellt werden. Lassen Sie sich von den unten aufgeführten aktuellen Beiträgen inspirieren oder nutzen Sie die Schnellsuche, um eine bestimmte Präsentation zu finden oder nach Anwendungsbereich oder Konferenzjahr/-ort zu filtern.
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万物互联和智能工业化发展为射频集成电路和 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。射频系统内部的高密度异质集成的多物理场力－电磁－热往往是弱耦合效应，但两两之间确是强相互作用。本报告将以具体器件的多物理场强耦合相互作用的模型为例，讨论微波集成电路内部有源电路的电磁场－路协同技术以及半导体器件电－热耦合效应、新型器件FBAR滤波器内部的力－电磁－热耦合效应，以及工作频率更高的光学MOEMS微纳结构的力－电磁－热、声阻尼场的多场耦合问题。针对高密度异质集成的多物理场问题 ... Mehr lesen
在国防与科研领域应用中，通过红外（IR）成像检测各种目标至关重要，尤其在3μm至5μm的中波红外波段。目前基于非制冷碲化镉的探测器提供的分辨率比较低，因为他们的像素尺寸大于15μm。因此我们想开发使用氧化钒的红外相机。与其他类型的红外探测器相比，VOx红外探测器有以下几个优点。它的像素尺寸可以做到10μm，它们探测灵敏、快速，并且可以在室温下操作。它们的成本也相对较低，可以使用标准的微细加工技术制造。 氧化钒（VOx）红外探测器基于材料电阻随温度变化的原理工作。当VOx暴露于红外辐射时，它会吸收辐射能量，随着VOx材料温度的升高，其电阻会发生变化 ... Mehr lesen
万物互联和智能工业化发展为射频集成电路器件和光 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程 EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。传统的射频系统内部的高密度异质集成的多物理场电磁－力－热往往是弱耦合效应，两两之间是单向耦合作用。但是随着集成系统不停的小型化需求，这就对器件微型化提出更高的要求，需要进行新材料、新器件和新机理的研究。本报告将以具体微纳尺度射频 MEMS 器件为例，讨论微波集成电路新型器件 BAW 滤波器、乃至磁电天线芯片内部的电磁、微磁、力、热强相互耦合效应，以及 BAW ... Mehr lesen
SiC逆变模块以其高效能、高开关频率及良好的热稳定性，成为提升电动车辆动力性能和热管理效率的理想选择。如何在加速爬坡、重载运输等极端运行工况下确保功率模块的有效散热，同时严格限制寄生电感的提高，成为当前SiC逆变模块封装设计亟待解决的技术难题。本研究使用COMSOL 6.0构建了车规级半桥模块的多物理场耦合模型，采用了传热模块、AC/DC模块，重点研究了模块端子和芯片布局优化对散热性能的影响以及寄生电感抑制策略。建立三维半桥模型，集成SiC芯片、覆铜陶瓷基板、散热器等主要组件，瞬态分析模块的温度分布和变化规律，并计算功率回路的寄生电感。以热阻最小化为目标 ... Mehr lesen
芯粒（Chiplet）被认为是后摩尔时代持续提高芯片性能和集成度的主要技术路径，也是我高端芯片突破国外封锁的关键途径。可靠性评估是实现Chiplet高性能、高安全、高可靠发展的有效保障。 玻璃通孔（TGV）互连技术具有高频电学特征优异、成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等应用优势，成为一种实现Chiplet集成的重要解决方案。传统方法通过切片与缺陷形貌观察来验证TGV的应力应变趋势，但该方法受制样机械应力影响且耗时长，降低了学术与产业协作效率。为了探索TGV在电-热-力多物理场作用下的可靠性规律，亟需一种高效、低成本的TGV应力和结构影响的仿真分析方法。 ... Mehr lesen
微纳尺度器件在芯片散热等应用中正面临严峻的传热挑战，因此需要研究材料在不同外场作用下的传热特性。本研究以 MEMS 结构为基础，构建了一种能够实现电压调控应变场的模型，以探索应变对材料热物性的影响。 我们设计了具有梳齿结构的 MEMS 模型，并在 COMSOL Multiphysics 中利用结构力学模块与 AC/DC 模块针对应变场调控进行多物理场耦合仿真（图1）。通过施加电压控制梳齿间的静电力，使器件产生应变场。由于结构复杂，直接解析计算较为困难，因此采用载荷递增法模拟不同电压下的应变分布。仿真结果表明，当电压达到约 200 V 时，梳齿结构产生约 ... Mehr lesen
相比标准焊接型IGBT模块，压接型IGBT采用无键合线连接技术，具有失效短路、抗浪涌能力强、结构紧凑和双面散热等优势，更加适用于串联连接和大功率应用场合。压接型IGBT芯片的电气特性和失效模式与机械压力密切相关。需要研究不同机械压力和封装结构对IGBT芯片的影响，一方面，研究芯片的应力集中问题，为压接型IGBT芯片的优化设计提供建议；同时，找到合适的机械压力范围，优化封装结构，为提升器件整体性能奠定基础。 COMSOL多物理场仿真在IGBT封装结构设计和压力分析方面具有很大的优势。单芯片压接型IGBT的基本封装结构可通过几何部分进行设计 ... Mehr lesen
对气传真菌孢子进行分离和分类是实现农作物真菌病害早期精确检测的重要环节，基于气溶胶颗粒运动理论，论文提出了多级力学耦合微流控芯片的气传孢子提取方法。利用COMSOL Multiphysics软件的CFD和粒子追踪功能，设计多弯曲通道的一级分离结构，实现气流中单孢子和团聚态孢子的预处理和初级分离。然后根据单向受力加速原理，设计径向鞘流加速的二级分离结构，实现对气流中特定孢子提取的二级分离。在两级分离结构之间设置了台阶递降和双鞘流聚焦耦合结构，以保证通道宽度和气流速度的匹配。论文阐述了各环节的工作原理，并分别进行了实验分析和验证。研究结果表明 ... Mehr lesen
在对以聚二甲基硅烷（PDMS）为腔道材料的声表面波（SAW）微流控器件建模时，通常采用简化模型来描述PDMS的声学特性。本文以声表面驻波（SSAW）微流控芯片为例，通过三种不同的方式对PDMS腔体建模，利用有限元方法分析了腔体内部的物理场和腔体内粒子的运动过程。对PDMS腔体建模时，分别采用COMSOL中的固体力学、压力声学和声阻抗边界三种方式分析PDMS腔体对微流腔内声场和流场的影响。从结果中我们发现，PDMS中的横波并不会显著影响腔体内的声场和声辐射力场，但会对声流产生较为明显的影响，进而影响受声场和流场作用的粒子运动轨迹 ... Mehr lesen
太阳能被视为本世纪中叶能源结构的核心，其潜力巨大，仅需数分钟照射地球的能量即可满足全球一年的需求[1-3]。目前，太阳能发电主要依赖光伏技术，但其输出易受环境因素制约，稳定性不足。温差发电技术作为一种补充方案，因其无运动部件、寿命长、维护需求低及可在微小温差下运行等优势而受到关注[4]。然而，受环境与系统损耗影响，其实际发电效率远低于理论最大值[5]，如何提升其性能成为关键问题。 温差发电模块的性能强烈依赖于冷端的散热效率。本研究聚焦于温差发电系统的冷端，旨在通过对液冷板的传热流道进行拓扑优化，以提升其散热性能，进而增强发电模块的整体效能 ... Mehr lesen