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鲁米诺是最为广泛使用的电致化学发光（ECL）发光剂之一，虽然基于鲁米诺的ECL现象已被广泛应用于分析和检测中，鲁米诺电化学氧化的详细机理和动力学研究依然很少。同时，玻碳电极表面ECL发光剂的吸附会对其电氧化过程产生影响，进而影响ECL强弱，目前这方面也鲜有研究。 首先我们使用循环伏安法（CV）检测了鲁米诺和类鲁米诺衍生物的电化学氧化过程，随后通过使用COMSOL Multiphysics的稀物质传递模块构建玻碳电极表面的电化学氧化过程模型，并基于Langmuir等温式，通过一般形式偏微分方程模块描述电极表面的物质吸附和解吸附过程 ... En savoir plus

为深入研究大型薄壁构件电火花放电加工（EDM）小孔过程中材料的蚀除机制与热应力分布规律，本研究采用 COMSOL Multiphysics 中固体传热模块和固体力学模块建立了热-力耦合模型进行分析。模型综合考虑了放电通道内的瞬态热源和料热物性随温度的变化。通过在 COMSOL 中设置瞬态高斯热流密度函数，模拟连续脉冲放电对工件表面的能量输入，并进一步追踪温度场的时空演化，模拟材料蚀除过程。结果显示温度梯度在径向与深度方向上的差异则引起了明显的热应力集中，并产生了拉应力-压应力-拉应力交替分布的规律。本文所构建的 COMSOL 多物理场仿真模型不仅能够较为准确地揭示 ... En savoir plus

碱性水电解制氢技术是实现大规模绿氢生产的关键路径之一，但其运行过程中的安全性至关重要。一个核心的安全挑战是氢气可能通过隔膜渗透到氧气侧，形成潜在的爆炸性混合物。因此，精确预测和监控氧气中的氢气浓度对于保障电解槽的安全、高效运行具有重大意义。 本研究利用 COMSOL Multiphysics® 软件，建立了一个二维碱性电解槽的多物理场耦合模型，旨在深入探究氧气室中氢气的时空分布规律。该模型耦合了电化学、计算流体动力学(CFD)以及稀物质传递等多个物理场接口。我们通过该模型模拟了电解槽从启动到稳态运行的全过程，并系统性地研究了关键操作参数，包括温度（350-370 K） ... En savoir plus

为深入探究材料属性对电弧等离子体热力学特性的影响，本研究以反应烧结碳化硅（RB-SiC）陶瓷为研究对象，基于 COMSOL Multiphysics 建立了耦合电流、磁场、层流及流体传热的磁流体动力学模型，并与304不锈钢进行对比分析。该模型综合考虑了电流、磁场与流场之间的能量转换，以及等离子体对电极与工件的热量传递，能够较为准确地描述电弧等离子体特性。结果表明，相较于304不锈钢，RB-SiC 等离子体具有更高的温度和热通量，但由于其极高的导热系数，工件在击穿后能迅速达到热平衡，且最终温度显著低于不锈钢。同时，RB-SiC 的等离子体最高温度位置不随脉宽变化 ... En savoir plus

磁性纳米线中的磁畴壁 (domain wall) 系统因兼具基础研究价值与应用潜力而备受关注。在窄而薄的纳米线中，横向磁畴壁(transverse domain wall)是最基本的磁畴壁类型。 存在两种截然不同的磁畴壁相互作用机制：首先，静磁相互作用会诱发长程吸引或排斥效应——等效而言，每个磁畴壁携带有效磁荷，介导着类库仑长程相互作用；其次，交换相互作用会在相邻畴壁间产生短程的吸引或排斥力，这实质上是一种拓扑相互作用。按照磁畴壁携带的等效磁荷的符号以及其拓扑手性，共有四种横向磁畴壁，分别记为R+,R-,L+,L-。 对于单根纳米线中的两个磁畴壁 ... En savoir plus

电感耦合等离子体是一种将外部电源提供的能量经电感线圈以电磁场的形式耦合传递给等离子体以维持等离子体放电的技术。本文在原有电感耦合等离子体源的基础结构上，通过在放电腔室外放置若干个闭合铁氧体磁芯，将电感线圈绕制在磁芯上来达到改善性能的目的。在这项工作中，我们利用COMSOL在射频电源相对较低频率(400KHz)的情况下，对低气压(10Torr)氩气介质带有磁芯的圆柱形ICP进行了多物理场耦合仿真，其中包含电磁场、等离子体、流体场和温度场，得到了包括电子密度、电子温度、流场速度与背景气体温度等物理场分布。结果表明，在放电功率为400W左右时 ... En savoir plus

采用仿真软件对压气机内部流场进行CFD数值模拟，通过合理设置边界条件，计算得到压力与流速分布，进而获取准确的质量流量和压比数据，绘制压气机工作特性曲线（Map图）。本研究的关键难点在于旋转域与非旋转域之间的交界面处理，以及边界条件的设定是否符合实际流动状态，直接影响仿真结果的准确性。 采用COMSOL中的“旋转机械”模块对压气机内部流场进行CFD仿真。该模块专为叶轮机械设计，支持对旋转域独立设置动网格模型，从而更真实地捕捉叶片高速旋转过程中流场的非定常特性。通过准确模拟动静部件间的相互作用与湍流效应，可有效预测压气机内部的速度、压力分布 ... En savoir plus

本研究基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台，利用等离子体模块构建了等尺寸二维自洽流体模型，结合实验深入探究了辅助脉冲电压（APV）对大气压等离子体射流（APPJ）中电离波传播动力学特性的调控机理。仿真工作复现并深入了先前实验研究的关键发现，模型模拟了在辅助电极（AE）上施加不同幅值的APV时，电离波传播路径上的电势分布、电子/离子密度、电场强度及电子温度的时空演化过程。计算结果表明，电离波的产生影响了管外电势的产生与再分布，同时外加APV通过显著改变电离波前端的电势分布，从而有效调控其传播行为。模型与实验证明 ... En savoir plus

锂离子电池在便携式电子设备领域占据主导地位，并显著推动了电动汽车的商业化进程。当前全球研发重点集中于开发具有高能量密度、快速充放电能力、高功率输出、低成本及高安全性的电池系统。在材料选择中，机械强度的耐久性与长周期循环的结构完整性成为关键评价指标。锂离子电池内部存在显著的电化学-力学耦合行为，表现为大变形、塑性流动、裂纹扩展与疲劳等现象，进而引起电极剥离、孔隙闭合以及副反应加速等多种失效模式。其中，正极颗粒的破裂等力学-电化学退化机制是限制锂离子电池性能的主要因素之一，因此深入研究正极材料在多场耦合条件下的响应机制，对实现下一代高能量密度电池至关重要。 钴酸锂 ... En savoir plus

随着目前储能系统市场需求，电芯容量尺寸大型化已成趋势，与此同时研究电池内部热失控特征十分重要。在本研究中，通过COMSOL固体传热模块，建立细化的热失控单体模型来研究电池内部热失控特征，并且提出了触发能量作为不同热滥用工况下评价锂离子电池热安全性的重要指标，随后基于建立并验证的模型研究电池设计参数电池厚度以及卷芯数对热失控行为的影响。在COMSOL几何中，详细构建电芯铝制外壳及内部空气域，很好的验证了由于空气热扩散系数小于电池材料而导致的传热速度不一致现象。仿真的结果表明双卷芯的大容量电池热失控内部传递过程可分为四个特征阶段 ... En savoir plus