Articles techniques et présentations

利用 COMSOL Multiphysics® 软件中流体传热接口、层流接口、化学反应接口对 HVPE 法单晶生长过程进行模拟。建立了基于 HVPE 生长室内部结构的简单二维模型，并进行了标准的网格剖分，通过物理场耦合，并添加了生长过程中所需的生长气氛，研究了 HVPE 法进行 GaN 单晶生长过程中衬底表面厚度分布的变化规律。通过模拟结果发现，衬底表面存在显著的边缘效应，边缘处厚度显著高于衬底表面其它区域。 En savoir plus

生物医疗电子产品成为当前发展的新热点，为了与人体表面皮肤贴合，各种柔性材料用于制备医疗检测器件。其中，PVDF材料拥有良好的柔性、压电性、压阻性和生物相容性，可制备适用于符合人体力学的柔性探测器。PVDF材料具有很大的压电电压常数，微小的形变能产生较大的电势差。利用此特性，可检测颈椎、腰椎和膝关节的运动状况，极大的避免造成人体损伤。 利用Comsol多物理场有限元仿真软件，构建PVDF柔性器件结构，设置驱动材料和电极材料相关参数参数，选取固体力学模块和AC/DC模块，网格化分析求解，量化PVDF柔性器件形变和电压的关系。 comsol有限元分析软件具有多个专业模块 ... En savoir plus

目前广泛使用延性金属网作为碳纤维增强复合材料（CFRP）的雷击直接效应防护手段。在防护设计中，为了在加强防护效果和减轻部件重量之间取得最优设计，需要研究被防护部件铺设不同规格延性金属网时的电流和温度分布。但延性金属网的网格尺寸与被防护部件尺寸之间的存在巨大差异，精细建模时需要大量计算资源。本文对延性金属网建立一体化的雷击热损伤等效模型，推导出等效模型所需要的电导率、热容、导热系数、密度等参数，并将等效模型计算结果与试验结果进行对比。对比结果表明：本文所用的等效仿真方法可以有效反映各规格金属网的烧蚀程度，铺设金属网能提供有效的雷击直接效应防护 ... En savoir plus

TC4钛合金有重量轻、塑性好、比强度高、耐腐蚀性好等诸多优良特性，因此被广泛用于航空航天、生物学、医学等领域。飞秒激光的脉宽为飞秒量级，远小于电子-声子耦合时间（皮秒量级），即在飞秒激光脉冲作用时间内晶格来不及升温，可实现真正意义上的“冷”加工。由于飞秒激光常用于微小区域的精密加工，在很短的时间内难以利用仪器直接检测材料温度，因此需要开发能够精确模拟材料温度的数值模型。利用COMSOL Multiphysic飞秒激光烧蚀钛合金的双温模型，建立一个二维轴对称数值计算模型，研究不同激光能量密度单脉冲飞秒激光的对Ti6Al4V基体的烧蚀情况。从烧蚀形貌 ... En savoir plus

晶粒细化可有效减少金属凝固组织内部缺陷、提升产品质量。在钢铁冶金领域，通过脉冲磁场干预金属凝固过程以促使凝固组织发生细化是一类常见的手段。近年来人们针对脉冲磁场细晶机制提出诸多机理，为了揭示哪种或哪些机理起主要作用，有必要对脉冲磁场作用下金属熔体内部电磁效应进行研究。本文利用COMSOL Multiphysics中的磁场、流场（k-ε）和动网格技术，对模铸和连铸条件下脉冲磁场在圆柱形金属熔体内产生的磁场、感应电流、电磁力和流场进行仿真模拟研究。研究揭示了电磁场随时间演变规律，以及熔体在电磁力作用下的流动规律。研究表明磁场主要以竖直分量为主 ... En savoir plus

陷落柱、断层、煤层变薄带在煤矿开采过程中是常见的地质异常体，往往伴随着突水、瓦斯突出等事故的发生，给煤矿生产和建设带来重大的安全隐患。利用COMSOL软件，设计地质模型，模型尺寸1000m×500m，自上而下共分为三层，其中上岩层240m，中间煤层20m，下岩层240m；煤层中设有煤层变薄带、断层，以及穿透煤层的陷落柱。模拟过程中利用声学模块中的压力声学，瞬态接口，模型的上下左右都采用平面波辐射条件（除炮点），减小边界反射效应；在模型的左上方位置设置一个炮点，激发信号为频率100KHz的高斯脉冲，设置法向加速度条件。自由三角形网格剖分，计算得到二维绘图组 ... En savoir plus

近年来近钻头测量受到越来越多的青睐。近钻头测量信号要绕过螺杆钻具传给井下通讯短节，在螺杆钻具上很难实现有线通讯，所以跨螺杆无线短传成为近钻头测量的关键技术。本文利用COMSOL Multiphysics软件中的AC/DC磁场模块对螺绕环天线的响应特性进行了数值模拟分析。 首先利用电磁场公式将有尺寸的螺绕环等效为通磁流的圆柱面并推导出磁流面密度公式，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。得出了螺绕环在均匀介质中的感应电动势 ... En savoir plus

三元锂离子电池作为目前电动汽车的主流储能设备之一，其电化学性能与热性能引发诸多关注。锂离子电池的内部电化学特性和热特性对其性能有显著影响，但这些特性无法通过实验方法得到。本文基于多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics® 5.4，采用有限元方法，将电池电化学模型与热模型结合分析电池的电化学特性以及热行为。通过电化学模型和热模型原理，建立了30 Ah三元锂离子方形电池的三维电化学-三维热耦合模型。采用热传导模块建立了由电芯、正极和负极片组成的三维热模型，并覆盖电池硬壳，采用自由四面体法进行网格划分。基于该模型 ... En savoir plus

研究结果表明，海水中钢结构设备的腐蚀问题触目惊心，通常会造成设备损坏、性能降低。由此可见，控制腐蚀是一项十分重要的任务。 钢结构设备的防腐保护主要采用阴极保护和涂层保护两种方式，然而，由于涂层自身不可避免的缺陷以及施工过程中导致的缺陷，腐蚀仍将在以上造成的缺陷处发生。因此，在接触海水的部位，为了消除涂层缺陷而造成的腐蚀，通常根据钢结构的实际情况和使用状态，采用阴极保护的方法。电位是阴极保护工程中，对控制和监视阴极保护效果进行评价的一项重要指标，因而，非常有必要去了解被保护设备表面上的电位分布。 使用Comsol进行阴极保护数值模拟计算时，步骤如下： （1）选择物理场 ... En savoir plus

通过COMSOL多物理场仿真软件，采用磁流体近似模型，进行等离子体模型建立时，首先建立二维轴对称几何模型，定义内置材料，设置等离子体内部反应方程式以及边界条件，其次进行网格剖分，最后通过研究和计算，得出仿真结果，从而对一维绘图和二维绘图进行研究。 在对等离子体模块进行学习过程中，学习COMSOL案例库中等离子体模块中直流放电“positivecolumn2d”模型和电感耦合等离子体“argongecicp”模型，对自己理解等离子体模块帮助很大。 此项关于等离子体破缺性研究的过程中，使用等离子体模块，根据不同的内部气体压强的变化 ... En savoir plus