Articles techniques et présentations

针对智能冰箱冰水系统在低温、复杂狭小空间内超声测距本底噪声过高及驻波干扰严重的技术瓶颈，本文提出了一种基于多物理场耦合仿真的系统关键零部件性能优化方法。研究依托 COMSOL Multiphysics 6.2平台，构建了换能器压电-力学-声学全耦合数值模型，并结合工业 CT 扫描技术高精度复现了结构的弯曲振动模式特性。模型计算得出的谐振频率（57.52 kHz）与实测中心频率偏差小于 3%，充分验证了该有限元模型的高保真度。基于此模型，本文量化分析了系统在1个工作周期（包含12种工况）内的频率漂移与指向性畸变（80°±10°） ... En savoir plus

超声驻波悬浮器是一种利用驻声波对颗粒或液滴施加声辐射力，从而实现无容器悬浮的装置。声辐射力源于时均压力与惯性相互作用，通过使液滴悬浮，可排除壁面接触干扰，为研究液滴在温度、湿度等外部条件下的液滴动力学行为提供了理想平台。在内燃机喷雾燃烧领域，燃料液滴的蒸发与动力学特性直接影响燃烧效率与排放水平，声悬浮技术为研究单个燃料液滴的传热传质行为提供了独特的无容器环境，并从一定程度上模拟了内燃机噪声环境。 运用COMSOL中的层流、水平集、压力声学物理场接口，通过频域研究单向耦合声场，层流体积力接口自定义声辐射力。采用二维轴对称几何，利用"压力声学，频域"接口求解超声驻波场（28 ... En savoir plus

干式直流薄膜电容器内部结构横跨纳米级金属化电极、微米级介质薄膜、卷绕芯子与百毫米级整机，微观损耗如何跨尺度传递并最终决定整机温升是其设计难题。本研究基于 COMSOL Multiphysics®，结合 AC/DC Module、Heat Transfer Module、LiveLink™ for SOLIDWORKS® 和 LiveLink™ for MATLAB®，建立金属化薄膜-卷绕芯子-电容器单元多尺度电-热耦合模型。针对不同尺度结构与主导物理机制，通过跨尺度参数传递，实现纳米级电极损耗向芯子及整机温度场的逐级映射，形成电极结构-局部损耗-芯子热点 ... En savoir plus

轨道交通IGBT 辅助端子焊点通常以外观和截面检查判断成形质量，但固定取样位置与单一极值能否代表焊点内部的热机械响应尚不明确。因此，本文建立润湿弯月面、侧壁爬锡和前缘铺展特征的三维有限元模型，采用 Anand 黏塑性本构，在 20～100 ℃ 规定温度循环下开展两类计算，一是 40 循环基准模型，用于分析基准焊点的加载阶段、循环演化与空间响应；二是统一两循环三构型对照模型，用于考察0.45、0.60 和0.75 mm 三种爬锡高度对第二循环响应的影响。结果表明，高响应区集中于端子脚周界与焊料几何过渡附近，爬锡高度改变会引起焊点内部响应的重新分配 ... En savoir plus

铜电沉积是集成电路铜互连制造中的关键工艺之一，其沉积行为受界面电化学反应与离子传质共同控制。循环伏安(CV)作为表征电极反应动力学和传质特性的重要电化学手段，其电流响应可用于分析电镀添加剂对电极反应及界面传质行为的影响。 本研究利用COMSOL Multiphysics®软件，建立了铜电沉积循环伏安过程的多物理场模型（图1），采用Butler–Volmer方程描述Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu的电极反应，并结合 Nernst–Planck方程对电解液中Cu²⁺等离子的传质过程进行耦合描述。通过引入实验条件下的电极面积(1.9635E-5 m²)、扫描速率(0.005 V ... En savoir plus

锂离子电池是新能源汽车、大规模储能领域的核心储能器件，但其工作过程包含电化学、物质传输、热-力耦合等多物理场交互机制。传统实验研发难以揭示内在机理，且试错成本高、周期长，亟需依托多物理场仿真实现正向研发升级。 本报告介绍基于COMSOL的锂离子电池仿真集成开发平台的发展。主要包括两部分：1、基于COMSOL App开发器，封装电化学-热耦合模型，打造轻量化交互式仿真工具，降低仿真使用门槛，助力工程师快速完成结构优化、工况评估与热风险预判，提升团队研发协同效率。2、结合AI Agent与COMSOL Java API二次开发，搭建自动化仿真系统，实现参数扫描、网格优化 ... En savoir plus

利用COMSOL模拟动力电池电芯在不同工况下的行为，与实验数据对比验证模型有效性，则模型可反映电芯在一定工况范围内的内部物理场变化及整体性能，建立工况，设计参数及电芯性能之间的关系，用于根据性能安全要求的电芯设计场合。模型实现主要使用COMSOL Multiphysics的锂离子电池模块，与固体传热耦合或添加老化、滥用相关副反应方程实现不同工况计算。一维和三维几何模型可分别用于简化计算和可视化呈现电芯内部物理场的场合。以热失控工况为例，三维锂离子电池模型仿真结果与试验数据误差小于5%，可根据给定工况下的热安全要求调整极片制作工艺、设计参数、材料参数以实现设计目的。 En savoir plus

简介：过充是诱发锂离子电池热失控的重要因素，可导致电池内部产热增加、副反应加剧，严重时引发燃烧或爆炸。为揭示过充热失控的演化规律，本文以5Ah三元锂离子电池为研究对象，基于COMSOL Multiphysics建立电化学–热–副反应耦合模型。通过该模型分析电池温度及副反应放热的变化特征，研究充电倍率和对流换热系数对热失控行为的影响，为锂离子电池过充安全防护与热管理设计提供参考。 建模思路： 建立P2D电化学模型、三维热模型及副反应动力学模型，考虑SEI膜分解、负极与电解液反应、正极与电解液反应及电解液分解产生的热量。 分阶段热源与耦合 正常充电阶段采用P2D模型计算产热 ... En savoir plus