Articles techniques et présentations

全球能源需求的不断增长，以及解决与日俱增的环境污染和气候变化的迫切需求，都在不断地刺激着更有效的能源获取技术。虽然在盐度梯度中发现了可提取的能量，即通过开发自然水生系统来获取蓝色能量(blue energy)，但单位面积上的能量功率(~5 W/m2)并不高。为了进一步提高能量转化效率，就不能单纯依靠吉布斯自由能(Gibbs free energy)，还应该充分利用磁场。故，探究磁场对带电纳米孔道中阴阳离子输运的影响，来启发实验取得进一步的突破。 应用了AC/DC模块和化学物质传递模块中的稀物质传递，以及对传递属性中的弱表达式进行修改。从而实现磁场 ... En savoir plus

对于神经性听力缺陷患者而言，人工耳蜗是目前主要的恢复手段。人工耳蜗通过植入体内的电极阵列产生电流，直接刺激耳蜗的螺旋神经节细胞，引起听觉系统响应。因此，研究植入耳蜗内电极阵列产生的电势分布特点具有重要意义。基于电势分布情况，可以对电极阵列的结构、尺寸、激励方式等进行优化，以提高人工耳蜗的性能。研究中使用的耳蜗以及电极阵列仿真模型为经过其他三维建模软件得到的STL文件导入COMSOL中生成。为了研究耳蜗内电势分布，选择了“电流（ec）”物理场接口，对模型边界设置了电势条件，对部分电极设置了激励电流条件。仿真模型的材料使用了库材料和自定义材料 ... En savoir plus

应力型保偏光纤通过在光纤结构中引入不同热膨胀系数材料，造成纤芯受应力致光弹效应影响，进而实现纤芯折射率随波长和偏振态的分布，产生应力双折射。目前关于应力型保偏光纤的解析模型与数值仿真都与实际结果存在较大差距。本工作使用COMSOL® 软件，首次将热膨胀系数随温度的变化引入仿真研究，通过使用结构力学中的热应力多物理场接口，进行瞬态模拟，计算得光纤应力双折射分布。本研究探索并分析了不同热膨胀系数-温度曲线和不同温度历史对应力场及双折射的影响。对进一步改进应力型保偏光纤设计和制备工艺具有一定指导意义。 En savoir plus

在大芯径增益光纤的制备过程中，稀土掺杂技术、拉丝工艺等因素会不可避免造成纤芯折射率分布在光纤横向与纵向上的随机波动。本项研究采用COMSOL®数值模拟方法，采用半解析和全数值计算方法，探索光纤纤芯折射率随机波动对于大芯径光子晶体光纤模式空间特征的影响。我们采用二维随机分布模拟纤芯折射率的起伏，使用COMSOL®波动光学模块中对大芯径光子晶体光纤模型进行模式分析。模拟结果表明光纤模式空间分布受折射率非均匀的随机分布影响，在一定条件下发生畸变，将严重影响传输光场的光束质量。本研究的部分结果对改善光纤的制备工艺方向具有一定指导意义。 En savoir plus

涂层高温超带材是一种典型的多层复合结构，带材中三层宽厚比极大的薄层（银层，超导层和缓冲层），在3D有限元分析中网格剖分数目大而且单元奇异性增大，进而导致计算量极大。为了有效解决由于涂层高温超导带中各层在3D有限元模型网格划分和计算上带来的困难，针对诸如轴向拉伸、弯曲、扭转等基本变形模式，本研究基于COMSOL Multiphysics® 5.4复合材料模块建立了涂层高温超导带高效数值计算模型。为了验证2D多层壳结构模型的计算精度和效率，同时基于固体力学模块构建了3D实体结构模型，并分别对于轴向拉伸、扭转变形下两模型的计算结果和计算效率进行了对比分析 ... En savoir plus

“页岩气革命”使美国成功摆脱了对他国能源的严重依赖，目前我国页岩气的勘探开发也已取得了突破性成果，但是随着页岩气的开发，仍存在三大问题困扰着科学工作者和现场工程师：（1）页岩气开发过程中的渗透率演化规律尚未摸清；（2）在产气过程中，页岩气在产量上往往呈现出不确定性；（3）缺乏针对页岩气进行历史拟合和产量预测的数学工具。针对以上三个主要问题，我们定义非常规储层固有渗透率的演化是裂隙和基质之间物质传输和应力传递的结果，并建立了离散体模型研究孔隙变形与流体流动之间的耦合作用；以此为基础，我们建立双基质双重孔隙介质模型（连续介质模型）研究页岩基质变形与流体流动之间的耦合关系 ... En savoir plus

微波加热技术现已广泛应用于岩石工程和地下工程等领域，例如岩石粉碎、非常规油气开采等领域。国内外学者也对此进行了大量的研究，但是微波破岩机理尚不明确，特别是微波照射下不同矿物成分相互作用机理不明确。微波破岩是一个电磁-热-力相互耦合过程。本项研究借助于COMSOL的RF模块、固体力学模块、固体传热模块及COMSOL with Matlab。建立了不同尺度的数值计算模型。在大尺寸模型中揭示了微波照射时间与温度的关系，并与试验结果对比。在小尺度模型中，研究微波照射下不同矿物的破坏机理，相关研究成果已撰写一篇SCI论文（审稿中）。 En savoir plus

When a dual probe heat pulse (DPHP) sensor is installed near the soil-atmosphere interface, the basic assumptions of the infinite line heat source (ILS) model and its improvement, the infinite line heat source model with an adiabatic boundary condition (ILS-ABC), might not be satisfied ... En savoir plus

隔声罩可将声源封闭在罩内，以减少向周围的声辐射，因此广泛应用于各类设备的噪声控制。对隔声罩隔声性能进行分析计算，对后续隔声罩优化设计具有重要的指导意义。 以插入损失为评价指标，基于COMSOL和MATLAB软件，采用根据插入损失定义模拟隔声罩安装前后罩外一点处声压级得到插入损失的方法，对某一隔声罩隔声性能进行计算，首先在MATLAB软件中编辑插入损耗计算公式对隔声罩的插入损耗进行理论计算，而后利用COMSOL软件在声学模块中对隔声罩进行仿真分析，通过施加域点探针得到罩外特定一点处的声压级，从而得到相应的隔声罩插入损耗数据并绘制插入损失曲线，最后进行实验 ... En savoir plus

通讯作者：衡益，邮箱：hengyi@mail.sysu.edu.cn 热传导反问题已广泛应用于如航空航天工程、机械加工、化学工程、冶金等工程领域。数学不适定性使其很难快速稳定求解。我们近年来进行了一系列相关研究[1-5]。与传统的基于优化的方法不同，本工作针对薄板上三维瞬态热传导反问题，即通过薄板加热面上的温度测量信息估算上表面的瞬态热流分布，提出了两步直接法。基本思路是通过重构Dirichlet边界条件将该反问题转化为易于求解的正问题，以获得近似解。此外，我们提出了基于后验误差的时空自适应网格细化离散策略进一步提高计算效率。本工作采用COMSOL ... En savoir plus