Articles techniques et présentations

使用 COMSOL Multiphysics® 仿真轴对称扬声器一般可采用 2D 轴对称模型，但在这种坐标系下无法建立扬声器测量中常用的矩形障板模型，而选择计算安装在无限大障板上扬声器的声特性，其仿真计算结果又与常见的标准障板上的测量结果在中低频段存在较大差异。 为了使无限大障板上的仿真结果与标准障板（或其它有限大障板）上的测量结果相一致，提出一种方法，利用 COMSOL 软件的 Parameter Sweep 功能，通过多次进行 2D 轴对称的电磁场、结构力学和声学三场耦合的扬声器仿真计算及相应后处理，得到安装在有限大障板上的扬声器正前方的声特性。 ... En savoir plus

车辙是一种在高温天气下会迅速发展的沥青路面病害，严重影响行车安全。由于沥青混合料是温度敏感性材料，其力学参数将随温度发生改变，因此，要对车辙进行准确预估，就必须获得路面结构内实时变化的温度场。 建立一个三维路面结构，分为六个结构层，分别定义各层的材料参数；选择传热模块中的表面对表面辐射传热，并在环境设置中选择路面结构所处地区的气象站数据；然后添加一个外部辐射源，源位置为太阳，并输入被辐射位置的坐标；设置路表面为漫反射表面，且与外界进行强制对流换热，侧面为热绝缘，底部为恒温。将漫反射表面中的表面发射率与吸收率设为变量，在计算中进行参数化扫描 ... En savoir plus

移动电话产品向更薄的趋势发展，装入手机中的微型扬声器能使用到的音腔空间也就日趋减少。为了高效利用手机内部空间，手机音腔设计时往往导通扬声器位置周围的小空间作为其音腔，扩大音腔体积。与此带来的问题是，因手机内部空间限制，导通管或导通孔规格较小，产生了声谐振效果。谐振频率点往往位于重要的中频段，使声压级中频段曲线出现波谷，影响声学性能和听感效果。 本文说明了声谐振产生的原因，并通过电力声类比，用理论方法估算出声谐振频率点的大致范围。为了解决声谐振产生的问题，我们使用 COMSOL Multiphysics® 准确模拟出扬声器声腔的 SPL 曲线，通过 SPL ... En savoir plus

在振动仿真中，网格量永远是考验工程师的重要问题，虽然计算机性能的提高可以解决一部分计算量问题，但这远远不够。一种有效的方式是进行二维计算，COMSOL Multiphysics® 中也有二维轴对称的几何维度，这极大地方便解决轴对称目标问题。但是由于空间维度的限制，只有当研究目标和其激励均为轴对称的情况才可以应用，这极大地限制了二维轴对称的应用。 在研究中，提出了一种针对二维轴对称目标的算法，以水下弹性结构声散射为例，建立了轴对称目标非轴对称载荷的模型。将需要三维建模计算的模型改为仅需要建立二维轴对称模型即可，大大降低了计算量。 在 COMSOL 的应用中 ... En savoir plus

铝合金的微观结构非常复杂，含有一系列的金属间颗粒夹杂(Intermetallic particles，IMPs)，这是由于在合金冶炼过程中人为添加的合金元素经过一定的热处理后产生的，这些IMPs的存在提高了其机械性能，但大量实验证明IMPs的存在往往与点蚀的触发与发展有着密不可分的联系。经过十数年的努力，目前利用超微电极配合微液池和显微镜以及通过控制冶金条件合成大颗粒IMPs进而进行宏观测量已经成为研究IMPs的电化学性能的主要途径。然而独立的IMPs的研究只能揭示其在不同环境下腐蚀电位、点蚀电位、极化曲线等电化学参量， IMPs相互之间以及与铝基体耦合的微区域在扩散 ... En savoir plus

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 ... En savoir plus

为抑制离子轰击靶材，提高亚稳态原子密度而提出了离子筛选 ICP（I-F ICP）设备，可以有效地抑制带电粒子到达靶材表面，亚稳态原子与电子/离子数量比值明显提高，有助于 CVD 工艺中靶材表面的活化。本文通过 COMSOL Multiphysics® 中耦合等离子体和流场接口对 I-F ICP 腔室建模仿真，腔室结构见图1，应用氩气放电仿真研究了离子筛网的过滤效果。首先对比有无耦合流场的结果，结果显示了耦合流场仿真的必要性。用等离子体场与流场耦合计算，等离子体场为流场提供流体的特性参数密度和动力学粘度系数，流场接口为等离子体接口提供速度场和决定压力等参数并提供进、出气口 ... En savoir plus

可穿戴设备是近几年发展最快的电子产品之一，但是目前电池寿命仍然不够长、换电池代价高等问题制约进一步发展。为解决该问题，本文提出一种可拉伸式压电振动能量采集器，通过转化肢体运动的能量直接为设备的供能。该器件由柔性衬底、压电铁磁性悬臂梁以及磁铁组成。当衬底被拉伸，悬臂梁从磁铁上分离，进入高频振动发电状态；当衬底从拉伸状态恢复，悬臂梁被磁铁吸引，再次高频发电。本工作先建立器件 3D 模型，用 COMSOL 结构力学得到的前三阶模态阵型，并和解析计算结果进行对比，阵型函数很相近。采用压电设备和 AC/DC 电路模块进行多物理场耦合：在特征值研究中 ... En savoir plus

针对女性常有购买到的内衣不合身、穿着不舒适的问题，本文利用FLEXIFORCE薄膜压力传感器测量人体下胸围的服装压力数据，以号型标准为160/84A的人体作为参照，在人台上进行服装压力数据测量，通过COMSOL Multiphysics建立人体下胸围三维模型，对不同条件下人体下胸围的应力应变进行分析讨论，验证仿真所得结果是否与实际情况相符。 数据表明：人体下胸围侧面受到的压力最大；一点受到压力，以该点为中心向四周扩散约1cm范围内产生压力；以下胸围 74cm 作为参照，人体感到舒适的下胸围长度在 67.5～69.5cm 范围内，宽度在 2.6cm 左右 ... En savoir plus

由于在电弧增材制造过程中复杂热循环和残余应力分布，会使沉积层产生较大的变形甚至开裂。本文建立了基于COMSOL软件的单道多层三维热力耦合模型，研究了不锈钢单道多层薄壁件沉积过程中的热循环特性、变形及应力场分布。结果表明：不锈钢单道多层沉积过程中，前五层沉积焊缝对基板的变形影响较大，后续的沉积层对基板影响较小；沉积成形过程经历了快速加热、快速冷却的过程，随着层数的增加，热累积效应明显，相邻两层甚至多层出现重熔；在焊缝和基板的接头部分应力最大，易产生裂纹等缺陷。 En savoir plus