Articles techniques et présentations

作为一项重要的材料表面处理技术，抛光直接影响着材料表面粗糙度等表面质量评价参数。随着微纳技术和精密制造的发展，工业应用中对材料表面粗糙度的要求越来越高，对抛光技术的综合要求也随之越来越高。然而，一些传统抛光方法的弊端日益凸显，无法再满足工业需要。激光抛光作为一种非接触式抛光技术，避免了传统抛光技术的磨痕，作用区域可控，可以对选定的区域进行局部抛光，也可以对复杂结构、机械不可达或难接近结构进行抛光。本文基于传热学和流体力学的基础理论，利用多物理场耦合有限元软件 COMSOL Multiphysics®，建立激光抛光过程的热-流-自由液面变形有限元模型，分析了表面张力和 ... En savoir plus

研究头部损伤机理是对运动撞击中脑损伤进行预测的有效手段。数学模型是分析损伤实验数据、预测人员碰撞损伤程度的唯一方法，但现有的头部损伤有限元模型基于尸体实验数据，且忽略脑组织结构的各向异性。本项目旨在提出并实现一种以损伤生物力学为基础、结合磁共振扫描 DTI 的轴突走向信息的有限元力学模型。提取脑外伤前的弥散张量成像信息，实现深入到轴突水平有限元力学模型的建立，在有限元模拟中采用非线性超弹性力学模型，并植入 NSGAII 最优化方法对有限元模型的材料参数进行优化，从而提高模型的稳定性和计算精度；将计算预测结果与损伤后 DTI 的 FA 值所表现的轴突断裂情况进行验证， ... En savoir plus

随着电池单体向大尺寸，高比能量，以及快速充电的技术发展，电池的不均匀性也呈现增大的趋势。大倍率充电会造成电池较大的内外温差，甚至可能引发析锂或热失控。因此，在保证电池不析锂的前提下，开发更优的快充策略也应着重关注电池的内外温差。建立三维电化学-热耦合热模型（耦合电池接口以及固体传热接口），通过添加Event接口，进行不同充电策略的设置能够实现对电池内外温度进行仿真。3D电化学模型分为五个域（正负极多孔电极、隔膜，以及半片铜铝箔），3D热模型为真实结构的方形电池（极组与铝壳前后完全接触，左右不完全左右，空隙充满电解液域）。热源有三部分 ... En savoir plus

超导边沿转变探测器（TES）是一种通过测量微小温度变化推算光子能量的薄膜器件。落在吸收体顶面的光子由光能转化为热能被吸收体吸收，热量通过吸收体底面的支撑结构传导到TES上，TES将微小的温度变化转换为电信号读出。为保证吸收体的力学稳定性，在TES和基底上都有支撑结构。为使探测器达到足够的能量分辨率，必须保证吸收体上大部分能量都传导到TES，只有很少能量通过基底上的支撑柱分流到基底。由于光子入射位置、支撑柱半径、数量和位置都可能对导热产生影响，因此需要对支撑方案的参数范围进行限制，为今后的实验设计提供依据。本文使用COMSOL软件的固体传热模块模拟稳态下探测器的热量分布 ... 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

空间堆中的热离子转换器（TEC）由于在将核反应堆中产生的热能向机械能转换的过程中不需要中间步骤，相比于布雷顿循环等动态转换方式更紧凑、质量更轻且无声，同时又比温差电转换等其他静态转换方式效率较高。由于热离子反应堆的实验研究和测试是一项复杂而昂贵的工作，因此需要通过仿真模拟对热离子转换器进行性能分析及优化设计，并对未来的实验设计提供依据。本文使用COMSOL®软件对多节串联热离子转换器实验装置进行了温度、力学和热电转换的耦合计算，采用2维轴对称几何建模，核反应热源通过电加热模拟，热阱采用共轭传热模拟。相比单节热离子转换器 ... En savoir plus

在油气井开采过程中，地层的供液能力制约产量和综合效率的最大化。动液面不仅是反映地层供液能力的一个重要指标，而且是油田确定合理沉没度、制定合理工作制度的重要依据。本文应用COMSOL压力声学瞬态模块三维数值计算分析在不同情况下井下动液面测量中的声波反射特性。 首先构建套管横截面积不变，油管横截面积由小变大或者由大变小的三维几何模型。通过分析计算数据得出：对于脉冲声源，当油管横截面积由小变小时，交界面处的反射声波与入射声波极性相同；反之，横截面积由大变小时，界面反射声波极性反向 ... En savoir plus

铁芯电抗器作为电力系统中重要的基础设备之一，具有漏磁小、节省空间等优点，因此在新能源和城市配电系统中得到广泛应用。但其运行中产生的噪声严重污染周边环境，而且电抗器振动过大对其自身正常运行也会构成威胁。本文在磁致伸缩效应和麦克斯韦方程相关理论研究基础上，采用COMSOL Multiphysics®多物理场仿真软件，通过AC/DC模块、声-固模块对三相电抗器铁芯的振动噪声进行研究。首先从多物理场耦合的角度，定义瞬态计算条件，然后在瞬态磁场的基础上加上声场和固体力场来建立三维物理模型，最后通过多物理场的耦合计算，得到电抗器铁芯振动位移和声压场分布 ... En savoir plus

旋动血流是人体中广泛存在的一种正常生理现象，它可以提高壁面剪切力，抑制动脉粥样硬化、内膜增生、血栓粘附等疾病的发生。但是对其产生的原因，一直没有确切的定论。鉴于下肢动脉内壁具有螺旋褶皱，螺旋型支架可以引导旋动流，我们提出一种新型内壁有螺旋褶皱的血管模型。 在COMSOL 中，借助CFD及结构力学模块添加多物理场。对模型进行血流-血管流固耦合仿真，研究血流的流动模式，计算血液流动在心动周期不同时期的血管形变、壁面剪切力、血流速度和流线分布。血流采用不可压缩非牛顿流体，血管使用线性、各向同性线弹性材料。在边界条件方面，入口采用层流流入，速度符合脉动曲线。出口压力符合压力曲线 ... En savoir plus

沥青混凝土是一种典型的多相粘弹性材料，超声波在其中的传播规律非常复杂。不同温度下沥青混凝土的粘弹性差异非常明显，导致超声波的传播衰减比较显著。为确定合适的温度范围，基于COMSOL的固体力学模块，本文建立了超声波在沥青混凝土中的传播模型来探究振幅和波速对温度的敏感性。传播模型主要分为沥青混凝土和压电换能器两部分，其中，沥青混凝土部分采用蒙特卡洛方法构建二维三相沥青混凝土传播介质（集料、沥青砂浆和空隙）；压电换能器部分则为一发一收式。基于Burgers模型，本文选取了四种典型温度 (-10℃、10℃、20℃和30℃) 下的沥青砂浆参数 ... En savoir plus