Articles techniques et présentations

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

1）网格剖分 利用COMSOL Multiphysics4.4软件对模型进行网格划分。采用结构化网格对冻存管单独扫掠操作，样本域固定单元数为20，管帽和管内空气域固定单元数为5，其余部件采用自由四面体的剖分方法。网格大小按普通物理场超细化处理，最大单元尺寸均不超过1cm。为保证计算精确度，对冻存管管壁网格局部加密。 2）边界条件 (1) 空气域。冷台外部空气初温为25℃（298.15K），设定空气外壁面绝热，不与外界换热。 (2) 冻存管。将管壁设置为薄层边界，管内样本（水）设置为相变材料，相变起始温度0℃（273.15K），相变区间10K。 (3) 导冷部件 ... En savoir plus

无线电能传输技术在电力、能源和汽车等领域得到了越来越广泛的关注与应用。目前随着电力和电子产品功能的完善与升级，对电能功率的需求日益增强，无线电能传输技术为匹配这些需求，正朝着大功率和远距离的趋势发展。但是功率的加大，线圈损耗功率往往也随之增大，线圈损耗造成的线圈温升，线圈的温升会带来系统绝缘老化和系统性能降低等一系列问题，因此无线电能传输技术线圈温升的计算与预测对于无线电能传输系统设计有着非常重要的意义。 本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础，使用AC/DC模块、固体和流体传热和层流模块搭建无线电能传输有限元计算模型，AC ... En savoir plus

摘要：高温超导磁悬浮利用车载高温超导块材的磁通钉扎特性实现稳定悬浮，自其研发之初就受到广泛关注。车辆在运行过程中，由于非理想永磁轨道表面的不平顺，高温超导块材内部将会产生交流损耗，这直接影响到高温超导磁悬浮系统的稳定性。本文利用COMSOL Multiphysics 软件，结合PDE模块和传热模块，建立了二维高温超导块材YBCO在交变外磁场下的磁-热耦合模型。通过添加边界条件以实现不同频率和幅值的交变外场激励，在此基础之上计算了超导块材的交流损耗特性和温升特性，并探究了超导块材失超的极限条件，为高温超导磁悬浮系统安全稳定运行提供了一定的指导。 关键词：高温超导磁悬浮 ... 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

【摘要】本作品通过变换光学原理研究可伸缩式微波炉，通过伸缩变换腔体的大小实现微波炉内电场分布的实时变化，可以达到便携式且加热更均匀的目的。变化光学算法的引用是力求解决COMSOL多物理场中移动边界运算的困难。通过“光学时变各向异性介质理论”使得在网格不变化的情况下可计算运动目标的加热分析。图1为仿真几何模型设计图，被加热材料采用的是土豆片，腔体设计为250mm250mm200mm，腔体底部采用散射边界连接到微波源，除了腔体底部面设置为散射边界外其余部分都设置为PEC。图2为网格划分图，模型由很多个矩形区域构成，可采用网格扫掠来划分网格。图3为电场分布的动态图 ... En savoir plus

析锂是锂离子电池容量衰减的重要原因之一，目前并不能有效的确定什么位置首先发生析锂，所以通过仿真技术对锂离子电池内部的析锂情况进行仿真，不失为一种有效的方式。通过COMSOL中的锂离子电池模块建立一维电化学模型（分为集流体、电极、隔膜五个部分），固体传热模块建立三维传热模型（为方便计算，将电芯简化为一个长方体）。这两个模型通过电化学产热和平均温度耦合在一起。温度是非恒定的，在锂离子电池模块中，扩散系数、反应速率等均是与温度相关的参数。在负极与隔膜界面上给出10个位置点位，当该点位位置处的液相电势大于等于固相电势时，认为发生析锂；由于是充电态，需要有充电截止电压 ... En savoir plus

　　随着人类日常活动对制冷需求的不断增加，传统散热系统不仅消耗大量的能量，而且产生过多的废热和CO2的排放。外太空作为温度只有3K的冷源，热量通过大气透明窗口可以产生显著的辐射散热，特别是在白天仍然可以实现零能耗的降温。白天辐射制冷功率Pcool (Tr )可以写成： Pcool (Tr )=Prad (Tr )-Patm (Tatm )-Psun-Pnonrad 　　Prad (Tr )是材料辐射的能量，Patm (Tatm )是材料吸收大气辐射的能量，Psun是材料吸收太阳光的能量，Pnonrad是材料与环境通过传导对流交换的能量。 　　为实现高效的制冷功率 ... En savoir plus

储氢合金的PCT曲线和氢化动力学性能是描述合金储氢性能的重要标准，目前对合金的PCT曲线测试一般采用体积法，对合金氢化反应动力学的研究一般采用等容差压法。但在实际生产过程中，储氢合金通常是在恒定氢气流速的情况下工作的，所以研究合金在恒定氢气流速条件下的吸氢动力学性能很有必要。与实验相比，采用数值模拟预报合金的吸放氢性能节省了大量的时间和成本，具有突出优势。目前金属Pd及其合金被广泛应用于储氢及氢气纯化等领域，我们通过COMSOL软件建模，构建Pd吸氢热力学与动力学特性模型，选用传热、流体流动、域常微分等物理场模块建立了Pd在恒定氢气流速下吸氢动力学的计算模型 ... En savoir plus

确保电池模组的温度均匀性是电池热管理系统设计中的重要工作。本文设计了一种具有不同电池分布策略的锂离子圆柱电池模块，以提高其均匀性。建立了3维传热—1维电化学耦合有限元模型，对电池模块的布置进行了分析和优化。基于等差数列和等比数列来排列电池的间隔。发现在电池之间改变间隔的布置是改善电池模组内电芯均匀性的有效方式，尤其是等差数列布置。电池模块的最大温差随着初始间距的增加而减小。电池初始间距达到5.5mm时，电池模块的最大温差可降低13％，最大电压差可降至2.5 mV。具有等差数列布置的电池模块内部的温度和放电的均匀性优于等比数列布置 ... En savoir plus