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在过去的二三十年中，液体燃烧电弧被用来制造纳米碳结构。该方法利用电弧空间中存在的碳蒸气作为电极腐蚀的结果，在存在高温梯度的区域迅速冷却时形成碳纳米管和富勒烯。碳结构的形成速率和结构取决于等离子体环境和形成机制两个方面。目前的研究工作，等离子体环境的形成和从电极表面的碳蒸气的传输是用二维电弧模型计算研究的。利用流动气液界面的传热来确定水的蒸发速率，考虑到电弧辐射对水蒸发的贡献以及碳和水蒸气之间的化学反应。此项研究使用 COMSOL Multiphysics 等离子体模块及传热模块。 En savoir plus
基于磁流体动力学与Maxwell方程组，建立微束等离子弧焊电弧的二维轴对称模型，应用COMSOL软件进行求解计算，得到了微束等离子弧焊的电弧温度场、流场、电流密度、电弧所受洛伦兹力以及工件表面电弧压力分布情况，并通过实验所拍摄的电弧形态对模拟的温度场加以验证。结果表明微束等离子弧焊电弧温度、等离子体速度与电弧所受洛伦兹力具有相同的变化趋势，均从阴极到阳极先增大后减小，从电弧中心逐渐向四周降低，最大值出现在喷嘴内部中心区域；电弧电流密度在阴极下端面取得最大值，在工件上表面取得最小值，且从阴极到阳极减小速度呈一个先减小后增大再减小的趋势；电弧压力与等离子体流速径向变化相同 ... En savoir plus
线板电极结构是电晕放电装置中一种常见的结构，但是其电晕放电的发展过程却一直不清楚。本文利用comsol中的等离子化学模块，对大气压条件下空气介质中线板电极的负电晕放电发展过程进行了仿真研究。在仿真模型中，高压电极为线电极，板电极为地电极，模型包含了12中粒子之间的26种反应，其涵盖了典型的弹性碰撞，碰撞电离，电荷转移，复合反应，附和与解离反应。最终的仿真结果显示，在电晕放电发展初期存在一个脉动过程，等离子体以脉冲的形式向地电极扩展。当电晕处于稳态时，在高压电极处是以O4+为主的阳离子，在远离高压电极处的地方以O2-及O-等阴离子为主 ... En savoir plus
几十年来，国际上大型放射性加速器核束装置得到快速发展，使得产生滴线区不稳定原子核成为可能。作为加速器装置最为重要的组成部分之一，离子源为放射性核束的产生提供了第一驱动力。世界上比较主流的离子源主要分为表面离子源，等离子体离子源，ECR离子源等，我们在此基础上，在国内首先发展了激光烧灼离子源，其基本原理是用一束532nm的脉冲激光轰击靶材，靶材原子中的核外电子被电离之后形成带电离子，在电场作用下从靶材中提取出来，然后经过一系列提取电极，加速电极，聚焦电极，修正电极之后传输到束流线终端。在这一过程中，离子源内部束流光学的模拟显得尤为重要，直接关系到加速器束流传输的效率 ... En savoir plus
利用高压电容器对单匝线圈放电是产生脉冲强磁场的技术之一，其电路模型简单，可以等效成RLC串联电路，但过程复杂，涉及电磁学、力学、热学、等离子体科学等众多学科。本文分析了其具体过程，并利用 COMSOL Multiphysics® 仿真平台进行了模拟，建立了二维和三维单匝线圈模型，重点研究了线圈的动态特性对磁场分布的影响，并对比了其结果和模型准确性；然后，讨论了线圈的尺寸和所产生磁场的关系；最后通过实验验证了仿真模型的准确性，为今后的相关科学研究奠定了基础。 En savoir plus
利用流体力学模型使用COMSOL软件进行潘宁离子源结构的建模，通过该软件试图找出潘宁离子源的最优结构。离子源结构被广泛的应用在各个领域，有着重要的作用，因此找到离子源的最优化结构是值得研究的课题。 主要使用COMSOL软件的等离子(plas)模块，添加AC/DC模块多物理场进行电容耦合计算，几何模型采用二维轴对称来构建离子源结构。使用COMSOL建立并模拟潘宁离子源的操作步骤主要是以下部分：1，先建立离子源的几何模型，通过手动一步一步绘制或者通过导入模型都可以达到一致的效果。2，设置材料。根据潘宁离子源的实际情况对先绘制的几何模型的各个部分进行材料给定，包括 ... En savoir plus
本文利用COMSOL软件仿真了有限宽度的平行黑磷对的等离子体传输及模态分布性质，其中包括它们的光限比和梯度力。首先，设置了两个黑磷层之间的三种不同的相对取向。由于黑磷在光学性质上表现出强烈的各向异性，在三种情况中都发现了对称和反对称模式的存在。对称模式下的电场主要集中在两层黑磷之间，而反对称模式下的电场更多的分散在黑磷对的两侧。结果表明，与反对称模式相比，对称模式表现出更大的光限比和梯度力。更有趣的是，发现zigzag-zigzag结构具有最大的梯度力，而armchair-zigzag结构具有最大的光限比。当两个黑磷层分别沿armchair和zigzag方向时 ... En savoir plus
随着我国国民经济的持续高速发展，生活与生产的用电量越来越大，电力行业的规模日益增大。电力设备在不正常工作时，大多会产生电弧电晕，通过检测电晕电弧等目标，就可以获知电力系统设备的损害程度。然而，目前并没有对真实的电弧电晕目标进行非光子计数方式的定量化研究。本文作者研制了一套紫外外波段的面阵成像探测系统，对实验室人工制造的高电压电弧电晕目标进行了相关的分析与实验研究。 利用 COMSOL Multiphysics® 的等离子体物理场接口的 DC 放电接口，对实验所用的天梯仪器的放电行为建模，分子碰撞数据选择大气压下的空气模型，对电晕放电辉光主要贡献的成分N2+ ... En savoir plus
表面等离激元（SPPs）是一种在特定光激发下由金属自由电子振荡产生的沿金属与电介质界面传播的电磁波。作为光与物质相互作用的一种重要形式，SPPs在近场光学，表面增强光谱以及化学和生物传感等领域都有着广泛的应用。表面等离激元共振显微术（SPRM）利用全内反射的消逝场激发SPPs，在金属薄膜表面传播的SPPs与纳米粒子的散射波相互作用产生独特的波形图案。由于SPRM所具有的波形图案较为复杂，我们利用COMSOL Multiphysics的波动模块构建了计算模型对其进行仿真模拟，并应用于SPRM的单纳米粒子成像和纳米电化学领域的研究分析。 首先 ... En savoir plus
为了研究纳秒脉冲针-板放电过程电子分布等微观过程，建立了二维对称结构计算模型，开展数值模拟研究，得到了电子数密度、电场强度、电子温度和离子数密度等分布规律以及放电通道的形成过程。研究表明放电通道由针尖处开始向阴极形成，在放电过程中，电子数密度随着电压升高而逐渐增大，达到击穿电压时开始急剧增加，在电压峰值后，随着电压的降低，电子数密度开始逐渐下降，但是开始下降的时间点滞后于电压峰值点，并且电子数下降的速度小于电压降低的速度；电场强度和电子温度先在针电极处达到一个极大值，其后随着时间的推移逐渐减小，最大值始终位于轴线处，放电通道发展到阴极时 ... En savoir plus