Articles techniques et présentations

氢能燃烧值高且无污染，被认为是人类社会摆脱对化石能源依赖的理想能源。目前氢能应用的主要瓶颈是氢存储。而氢存储的主要方式中，金属氢化物因其安全性高，循环性能好的优点，得到广泛的研究。但由于金属氢化物吸放氢反应的热效应、粉末床的传热和传质特性较差等问题，贮氢罐的吸放氢速率下降，成为限制应用的主要因素。最近十几年，贮氢罐吸放氢过程的数值模拟及相关模型得到广泛的研究。通过数值模拟方法可以优化设计贮氢罐，以期满足实际应用中的需求，同时节约设计成本。本文面对贮氢罐的实际指标(吸氢速率1.5 L min-1)，采用COMSOL软件中的多孔介质传热、地下流动以及数学模块 ... En savoir plus

采用回转窑处理工业废弃物已有多年历史。工业废弃物里含有的有机物在高温下挥发、气化、裂解和燃烧，最后残留下含有硅、钙、铁等无机物，无机物构成了高温的具有一定粘度的炉渣。 高温炉渣夹杂着一定量的气泡。气泡可能从下列几个方面产生： 1）有机物裂解挥发产生的气体； 2）燃烧产生的气体； 3）夹带的气体； 4）液体在高温下的汽化。 从工业现场采集炉渣样品，获取了炉渣的微观结构。计算机模拟的过程揭示炉渣结构形成的过程。 研究表明，采用COMSOL Multiphysics流体力学模块和传递模块，二维非对称结构能够有效模拟高温炉渣的流动过程，解释了炉渣的形貌的形成过程。结果显示 ... En savoir plus

目前广泛使用延性金属网作为碳纤维增强复合材料（CFRP）的雷击直接效应防护手段。在防护设计中，为了在加强防护效果和减轻部件重量之间取得最优设计，需要研究被防护部件铺设不同规格延性金属网时的电流和温度分布。但延性金属网的网格尺寸与被防护部件尺寸之间的存在巨大差异，精细建模时需要大量计算资源。本文对延性金属网建立一体化的雷击热损伤等效模型，推导出等效模型所需要的电导率、热容、导热系数、密度等参数，并将等效模型计算结果与试验结果进行对比。对比结果表明：本文所用的等效仿真方法可以有效反映各规格金属网的烧蚀程度，铺设金属网能提供有效的雷击直接效应防护 ... En savoir plus

本课题针对“三河市汇诚光机电有限公司”生产的热牵伸辊存在的加热线圈易烧断问题进行了理论分析和软件仿真，从理论上分析了磁场和涡流的分布规律，并基于电磁场与温度场耦合计算方法，对设备的温度分布进行研究，最终通过磁场与温度场耦合计算方法，模拟计算热辊电磁加热条件下的涡流分布与传热。通过COMSOL Multiphysics建立热牵伸辊二维和三维物理模型，进行了多物理场设置，边界条件的设定和材料参数的选定，用有限元法计算热牵伸辊在不同材料下的不同部位的磁通密度模、感应电流（涡流）以及热功率和温度，讨论了辊筒和线圈的热量分布，分析了热牵伸辊线圈寿命短的原因 ... En savoir plus

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。煤炭地下气化过程中，随着气化工作面的扩展，燃空区范围不断扩大，煤层顶板产生裂隙甚至发生冒落，对地下气化稳定运行造成不确定影响。相较于常规井工开采造成的顶板垮落，气化过程会产生大量热，顶板在煤层温度场高温作用下因热膨胀产生热应力，改变顶板内热应力的分布，同时温度会对顶板岩石的抗压强度、抗折强度、比热容、导热系数等造成影响。研究随着燃空区的逐渐扩展，顶板在温度影响下的应力场分布，对研究煤炭地下气化过程中的顶板冒落规律有重要意义。 ... En savoir plus

电磁辐射对燃油危害是加油站、炼油厂、油气基地等大型设施禁用手机和其他无线通讯设备的重要原因。不同于静电对燃油蒸气的危害，本文的研究重点在于分析不同频率下的射频放电击穿特性。基于射频等离子体鞘层模型，通过多物理场仿真，分析了12M~300MHz频率下的氩气射频放电过程。仿真结果表明，当激励频率大于雪崩击穿临界频率时，两侧极板附近会形成随激励周期变化的鞘层区，中心区域为准电中性的等离子体区。同时，当激励频率远小于等离子体频率时，鞘层会促进极板附近的γ电离过程；随着频率增大，鞘层特性会逐渐退化，而中心区域的α电离过程会增强。此外，放电特性曲线表明，频率越高，板间放电电压越小 ... En savoir plus

铁芯电抗器具有损耗小、噪音低、维护简单、电抗值线性度好、设计寿命长等优点,得到了越来越广泛的应用。但由于电抗器通风散热不良，导致运行中不同程度的局部过热，造成匝间短路、烧损，甚至引起火灾，严重影响电抗器的安全运行。该问题涉及电-磁-热-流体多物理场耦合，电抗器正常运行时电阻损耗和涡流损耗构成主要热源。本文采用COMSOL Multiphysics®多物理场仿真软件，通过AC/DC模块、传热模块、流体模块对铁芯电抗器的电路、磁场、损耗和温升空间分布进行研究。首先施加激励分别得到铁芯、线圈的磁场及损耗密度分布，然后将铁芯及线圈的损耗值添加为插值，作为流场 ... En savoir plus

1100kV GIL应用于中国的苏通特高压输电工程，其额定电压水平世界最高。为了保证其绝缘可靠性，进行产品设计时，绝缘子附近设置了微粒陷阱，用于捕捉附近的异物微粒，降低绝缘子表面发生沿面闪络的几率。GIL内部绝缘结构形式和几何尺寸决定了电势梯度分布，微粒运动受自身重力、库仑力、电场梯度力、气体阻力及摩擦力的共同作用，运动规律复杂难测。本文采用COMSOL软件建立了金属微粒在1100kV GIL微粒陷阱附近的运动模型，利用粒子追踪模块获得了不同大小微粒在不同电压和不同初始位置的运动轨迹。通过分析微粒运动规律，指导制定GIL产品老练试验方案，增加了微粒陷阱的捕捉效果 ... En savoir plus

基于COMSOL仿真射频消融的热传导问题研究 程家幸1 吴浪2 1.东南大学工程力学系，南京210096 2.南昌大学抚州医学院，抚州344100 摘要：在临床医学中，肿瘤的治疗方法不仅有传统的手术治疗，现如今消融术也是一种对早期乳头状肿瘤以及某些原发性不可切除的肿瘤早期阶段较好的医疗手段[1]。在本案例中，利用COMSOL Multipyhsics软件平台构建了一个具有20个“钩子”的电极，通过传热接口仿真电极加热使温度传导到周围组织以杀死细胞。其中，比较已存在的射频消融仿真案例[2] ... En savoir plus

NMC523电池因为其较高的容量，已经逐渐应用于动力电池行列，但是锂离子电池在使用过程中的不合理容易引发热失控事故。这项模拟工作是来验证探讨NMC523电池针刺热失控中的机理。模拟过程中用到COMSOL化学反应工程模块、全局常微分方程模块。通过模拟，能够看到针刺过程中电池电压变化以及跟随的温度变化。这项模拟工作参考了部分主流杂志的模拟思路，也融合了自己的理解从而进行建模计算。此次模拟能够为电池针刺热失控机理探究提供思路，也能够为正确使用锂离子电池提供建议。 En savoir plus