Articles techniques et présentations

新能源汽车电池热失控特征极大关系着电池的安全边界，本文通过建立单体NCM电池的一维产气反应动力学耦合三维传热几何仿真模型，对电池热失控期间的温度，膨胀力特征进行分析。在COMSOL Multiphysics中先依据电池尺寸建立电池三维几何模型，电池结构为长方体热源，不额外考虑电池极耳的发热功率，将电池视作导热系数各向同性的集总热模型，之后在几何模型的基础上建立一维副反应动力学模型，利用偏微分方程接口模块实现实现电池热失控副反应产热量的计算，最后利用固体传热模块完成电池温度与产热的耦合，并输出相对应的膨胀力数值。通过完成验证的热失控模型，针对热滥用情况中的SOC ... En savoir plus

多孔材料因其优良的吸声性能，被广泛应用于建筑、交通与航空航天领域。然而，阻抗管测试中样品与管壁之间的缝隙往往导致边界密封性不足，使得流阻率及吸声系数测量存在偏差。为改善测试精度，通常采用在样品边缘加环的方式进行密封。不同的边界条件（无环、单环、双环）不仅影响实验结果，也会对声学参数反演和数值仿真带来差异。本研究以三聚氰胺泡沫为对象，利用阻抗管（ISO 10543-2）实测吸声系数，并在三种边界条件下进行流阻率测试（ISO 9053-91）。结合 NOVA 与 FOAM-X 软件，在 Johnson-Champoux-Allard 模型下反演得到曲折因子 ... En savoir plus

大直径区熔法（FZ）硅单晶（尤其是8英寸单晶）是制造绝缘栅双极晶体管（IGBT）和快恢复二极管（FRD）等高压器件的关键材料，但其生产受限于脊状断裂缺陷导致的晶体生长成品率低下。本研究以量产型8英寸(100)晶向与5英寸(111)晶向单晶为对象（后者用于研究体缺陷传播），探究8英寸区熔法硅单晶中夹杂物诱导的脊状断裂机制。通过扫描电子显微镜、能谱分析和机械化学抛光技术，我们识别出两种失效机制：表面源碳夹杂物（可能源自初始加热阶段石墨件磨损产生的碳化硅颗粒）会诱发孪晶形成，而体源微晶硅夹杂物则引发位错和裂纹。此外，我们建立了基于COMSOL的多物理场耦合数值模型 ... En savoir plus

基于COMSOL的太赫兹光电导天线（Photoconductive Antenna，PCA）仿真研究主要分为二维模型和三维模型。二维模型存在准确性不足、无法研究辐射空间取向等局限；三维模型则需要消耗大量计算资源，对于参数优化研究可行性较低。针对此问题，本工作利用COMSOL半导体模块构建二维条件下光电导器件的光响应及光电流激发的物理模型，进一步构建三维空间太赫兹波激励与传播的物理模型，天线表面电流及太赫兹波的传播如图1所示。图2展示的是基于H型偶极子天线结构的三维远场辐射示意图。基于此模型 ... En savoir plus

本研究专注于设计一款用于将光线高效耦合至石英棒进行导光的菲涅尔透镜。该透镜核心特点是具备极宽的光谱范围（200nm-1200nm）和超广视场角（165°），可以最大限度地收集和导入光线。研究的难点在于如何在如此宽的光谱和极大的入射角范围内，优化透镜结构以及石英棒尺寸，形状来实现最高的导光效率，所以设计的首要目标是最大化进入石英棒的光通量，并保证石英棒有较高的导光效率。 利用COMSOL的射线光学模块构建了包含菲涅尔透镜和石英棒的完整导光系统模型。通过追踪大量从不同角度入射、不同波长的光线，软件能够精确统计最终被捕获并引导至石英棒的光线比例，从而直接量化透镜的集光性能 ... En savoir plus

寒冷天气下，储罐中的液态苯酚可能因为温度降低而结冰（固化）。管道或阀门处的苯酚固化会造成化工生产中严重的安全隐患。当苯酚流动不畅会造成，化工装置因缺少物料而停车，给企业带来严重的经济损失。因此，评估储罐在寒冷天气下，何时苯酚会发生凝结，以及凝结的程度（厚度）和位置，对提升罐区的安全性能具有重要的工程价值。 设计部门需要从两个方面考虑：一个是苯酚加热的热水或蒸汽管道的直径。另一个是苯酚储罐外部的保温层厚度。在设计和建造苯酚储罐之前，希望对储罐工作状态进行数值模拟，从而为最终的工程设计提供参考。 考虑到苯酚密度，粘度和导热系数等因为温度而变化 ... En savoir plus

在干法刻蚀工艺中，刻蚀腔室内部可能存在带电尘埃颗粒，研究带电微粒在等离子体中的行为，以及带电微粒对等离子体的影响具有一定的实用价值。本研究引入层流、等离子体时间周期和流体流动颗粒追踪物理场，研究得出带负电的尘埃颗粒在RF等离子体中被限制在RF电极上方的等离子体鞘层区域，这与J. Beckers et.al研究的一致。 En savoir plus

高温工况下管壳式换热器的换热性能显著衰减，液膜增厚与表面张力削弱导致传热效率降低，严重制约高温热泵系统的发展。为揭示高温冷凝条件下的流动与传热机制，本文基于 COMSOL Multiphysics 6.2 建立了光管、毛细芯管和翅片管三类换热管模型，利用有限元法与计算流体力学（CFD）方法，开展多物理场耦合仿真。模型中引入 L-VEL 湍流模型与 Brinkman 多孔介质模型，并通过网格无关性验证与参数化分析，确保计算结果的准确性与普适性。 结果表明：光管存在明显的速度和压强梯度，但边界层厚、热阻大，换热效果有限；毛细芯结构均化了温度场，降低流动阻力并促进相变 ... En savoir plus

网罩是广泛应用于扬声器产品的重要声学部件，它起到保护、防尘和美观等作用，但不可避免地会对扬声器声场产生影响。基于穿孔板理论给出了网罩声阻抗计算公式，并分析了网罩孔隙率和厚度等对网罩声阻抗的影响。以一款1.5英寸高音扬声器为对象，采用COMSOL Multiphysics软件的“压力声学，频域”物理场接口建立了带网罩扬声器声场的数值仿真模型，并研究了网罩厚度、高度和孔隙率对扬声器声压级频响曲线的影响。采用3D打印机制作了多个不同厚度、高度和孔隙率的网罩，并测量了高音扬声器在不同网罩下的声压级频响曲线。仿真结果和测量结果一致，研究结果表明：1 ... En savoir plus

研究聚焦声波传播规律与特殊声学效应探索，COMSOL 的声学模块及多物理场耦合能力成为机理验证与现象模拟的核心工具，其使用深度紧扣声波与介质的相互作用研究。研究内容上，核心方向包括声学超材料设计与能带调控，如构建二维正方点阵结构，通过仿真计算布里渊区高对称点，分析弹性波带隙特性以实现声波调控；微尺度声学研究中，常模拟声镊的声辐射力与声流效应，探索微粒操控机制；还涉及复杂场景声学分析，如耳道声学特性建模、扬声器辐射方向图仿真等。部分研究聚焦非线性声学，通过瞬态分析捕捉声波畸变过程。使用中，研究生主要依赖压力声学接口，结合完美匹配层设置抑制边界反射，确保远场传播仿真精度 ... En savoir plus