Articles techniques et présentations

冻融循环引起的破坏是季节冻土区渠道的主要病害，其发生与温度梯度和水分迁移有密切的联系。为了研究冻融循环作用下土体温度变化与水分分布，多场耦合理论应运而生。但目前存在的多场耦合模型大多采用了过多的参数，其中的一些参数甚至难以确定。因此本文基于Harlan流体动力学模型，以温度和孔隙率为变量建立了一个实用的多场耦合控制方程，然后采用COMSOL Multiphysics中的数学模块中的系数型偏微分方程（PDE）对土体温度场和水分场进行模拟，并与室内水分迁移试验进行对比，证明了该耦合模型的有效性。最后以北部引嫩工程渠道为例，建立模型试验，所得试验结果与模拟结果也是十分接近。 En savoir plus

The re-design of the offshore platform in service for impressed current cathodic protection (ICCP) could remarkably solve the corrosion problems of potentially catastrophic environmental and financial consequences. A finite element model (FEM) of the offshore platform with biofouling is ... En savoir plus

本文介绍利用COMSOL传热模块对激光闪射法（Laser Flash Method）测量具有环形结构的碳化硅复合包壳的瞬态传热过程，进而获得对标准激光闪射法估算热扩散率/热导率的几何修正系数和温度修正系数。 碳化硅复合包壳由多层的单质SiC陶瓷基体、SiC纤维编织层组成。碳化硅复合包壳在高温蒸汽中抗氧化性远远优于锆合金，因此被视为未来核电站燃料棒包壳的理想解决方案。为了开展碳化硅复合包壳的性能分析，需要使用激光闪射法获得其在500K~1800K温度范围的热扩散率。问题在于，激光闪射法标准(ASTM E1461-13)规定的样品形状为薄圆片 ... En savoir plus

地质导向对煤矿井下定向钻进意义重大，而随钻伽马测井是地质导向的重要参数。随钻伽马测井仪既能测量钻孔轨迹，又能测量地层放射性以判断地层的岩性。由于轨迹测量的测斜仪采用磁感式传感器，而伽马探测器为软磁性材质，因此伽马探测器影响测斜仪的方位测量精度。本文从轨迹测量的基本原理出发，利用COMSOL有限元分析伽马探测器对测斜仪周围磁场的影响，并在实验室进行实际测量验证，提出利用GRNN神经网络建立影响校正模型，对其影响进行校正，取得较好应用效果。 En savoir plus

本课题针对“三河市汇诚光机电有限公司”生产的热牵伸辊存在的加热线圈易烧断问题进行了理论分析和软件仿真，从理论上分析了磁场和涡流的分布规律，并基于电磁场与温度场耦合计算方法，对设备的温度分布进行研究，最终通过磁场与温度场耦合计算方法，模拟计算热辊电磁加热条件下的涡流分布与传热。通过COMSOL Multiphysics建立热牵伸辊二维和三维物理模型，进行了多物理场设置，边界条件的设定和材料参数的选定，用有限元法计算热牵伸辊在不同材料下的不同部位的磁通密度模、感应电流（涡流）以及热功率和温度，讨论了辊筒和线圈的热量分布，分析了热牵伸辊线圈寿命短的原因 ... En savoir plus

亚波长/纳米尺度波导中的受激布里渊散射是近年来集成光学、纳米光子学、非线性光学、声子学等领域的热点问题。本报告详细介绍用Comsol Multiphysics软件对这类问题进行数值仿真的技术细节，主要内容包括：（1）采用波动光学模块计算光波导模式；（2）基于pde模块中的弱形式进行弹性波波导建模与计算；（3）声光耦合系数的数值积分计算。报告中将给出具体的数值算例，并对Comsol Multiphysics对处理这类问题的优势进行总结。 En savoir plus

透明导电薄膜是柔性触摸屏、太阳能电池、透明加热器等现代设备中的关键部件。基于模板法制备的透明导电薄膜没有结电阻，具有高光学透明度及低薄层电阻，特别适用于透明加热器中。这种透明导电薄膜的电学、光学性能及稳定性与其中随机金属线网络的几何结构有着紧密关联。由于随机的金属线网络尺寸小至微米甚至纳米级，只能通过高分辨率的红外显微镜研究薄膜电加热时的温度分布情况，而其中电流的分布则要通过数学方程计算。因此，需要开发一种电-热耦合模型，探究透明导电薄膜在电加热过程中的电流及温度的分布情况，分析薄膜电加热性能与金属线网络几何结构的关系 ... En savoir plus

鉴于煤岩体“孔—裂隙”双重介质属性，利用COMSOL软件建立了含有孔、裂隙结构的煤岩基质细观结构模型。在模型中采用固体力学模块、层流模块、达西定律模块以及稀物质传递模块，通过自定义参数耦合和边界耦合的方式实现了多物理场的相互耦合作用。针对不同裂隙入口气压情况进行了数值模拟计算和分析，结果表明在裂隙壁附近应力过渡明显，渗透率变化显著，极易发生损伤破坏。研究发现模型中存在某一临界位置，在其两侧渗透率随入口压力的变化规律相反，即模型中距裂隙边界一定范围内的煤岩基质渗透率随入口压力的增大而逐渐减小，但在此范围外的煤岩基质渗透率随入口压力的增大反而逐渐增大 ... En savoir plus

气体渗流机制和渗透率演化是预测页岩储层天然气产量的重要因素。本文建立了多场耦合下的基质和裂缝的动态渗透率演化模型，并将其整合到COMSOL求解器中，并利用岩土力学和地下水流模块求解。此外，分析了基质收缩和应力敏感性对渗透率的影响。研究结果表明，孔径增大会增加页岩储层的气体渗流能力。与常规储层相比，由于气体多重流动机制，在小孔（1-10 nm）和低压（0-5 MPa）下，基质表观渗透率与达西渗透率之比高出约1-2个数量级。流动机制主要包括表面扩散，努森扩散和滑移流动。同时基质收缩和应力敏感性的综合影响导致纳米孔闭合，与基质初始渗透率相比，渗透率下降约1个数量级 ... En savoir plus

ME天线是一种新型天线结构，同时具有磁偶极子和电偶极子的功能，z发射ME接收的信号中包含zz和zx两个分量信息，具有线圈间距短、信号强、方位角敏感和探边距离远的特点，与水平发射线圈组合可以实现钻头前方远探测能力，在随钻地质导向中具有重要的应用。本文利用COMSOL Multiphysics软件中的AC/DC磁场模块对ME天线的探测特性进行了数值模拟分析。 首先根据仪器的简化模型，应用COMSOL软件，使用三维建模的方式，建立研究所需测井仪器的水平响应模型，并开展网格剖分和模型验证工作，对最终的响应特性进行深入分析。结果表明，ME天线在不同源距、不同仪器位置的响应规律不同 ... En savoir plus