COMSOL仿真

摘要： 介绍了光子晶体光纤传感的工作原理,通过分析传统光纤的弊端,设计基于聚碳酸酯为基材的光子晶体光纤(PC-PCF),利用COMSOL Multiphysics和MATLAB对设计方案的可行性进行验证,结果表明:PC-PCF在特定光波波段具有优异的传感性能,灵敏度高且损耗低,具有作为特定介质(如臭氧等)传感器的潜力。

摘要： 超声相控阵技术在声悬浮中有十分重要的价值,相较于传统的一维单轴声悬浮装置,本文在凹球面双发射极超声阵列的基础上引入相控聚焦原理,产生了声悬浮能力较强的声场,重点研究了声场的仿真模拟与可视化验证.首先,介绍了自发设计的凹球面双发射极超声阵列结构,阐述了相控聚焦原理、超声驻波悬浮机理、声压与声辐射力等声学理论.然后,根据理论分析结果,借助COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,仿真模拟相控聚焦超声波场.产生该声场的各超声波换能器相位可单独控制,通过相位的实时变化,可使声场进行动态聚焦,实现微粒的悬浮与任意轨迹移动.最后,使用单反射纹影系统实现了该声场的实时可视化,与仿真结果进行比较,证实了凹球面双发射极超声波装置相控聚原理的准确性.

摘要： 针对18650NCA型(正极材料为LiNi_(0.8)Co_(0.1)Al_(0.1)O_(2))锂离子电池的性能进行了系统性研究,通过实验测得在不同温度、不同倍率下电池的温升。使用以上实验数据在COMSOL软件中建立锂离子单体电池模型。最后进行不同工况(ECE、NEDC)和不同环境温度下的充放电实验,记录电池表面温度,再使用搭建的模型在不同动态工况下和不同放电倍率下仿真,将仿真数据与实验数据对比。研究结果表明:在15、25和35°C三种环境温度下,三种恒流工况和两种动态工况下的误差均低于2°C,在恒流工况下误差占温升的占比小于5%,在动态工况下小于10%,可以满足预测精度要求。

摘要： 基于一维亥姆霍兹线圈的均匀磁场状态分布情况,通过磁场矢量叠加原理得到二维与三维亥姆霍兹线圈均匀磁场分布。根据毕奥-萨伐尔定理,通过控制三维亥姆霍兹线圈所通入电流的大小和方向,产生任意方向的三维均匀旋转磁场。后利用多物理场COMSOL有限元仿真软件对三维亥姆霍兹线圈进行数学建模,并对其产生的均匀旋转磁场进行仿真,得到对应的结果数据。最后通过实物的搭建验证理论推导及仿真结果。

摘要： 为减少微流控芯片流道中的试剂残留,避免因微阀转动将残留试剂带入到其他生物化学反应中,对影响微阀流道端口对准精度的关键特征进行公差设计。首先,利用实效边界法,建立微阀流道端口重合面积与微阀各关键特征公差值之间的数学模型;然后,利用COMSOL仿真软件,得到满足实验要求的最小流道端口重合面积,进而求得公差值;最后,通过实验验证,该公差设计下的微阀可以减少试剂残留,实效边界法的可行性得到证明,提出一种不依赖人工经验的公差设计方法,对通用性微阀的公差设计提供了一种参考。

摘要： 以悬臂板压电结构为对象,分析其固有频率和阻尼,并探究压电片电压与振幅特性的关系。运用COMSOL进行力场、电场的复合结构仿真,得出了该结构的模态特性,得到了悬臂板压电结构在施加电压时产生振动方向的挠度变化及在振动时压电片的电压变化,为振动主动控制提供参考。

摘要： 提高紫外LED光源模块的功率密度和辐照度已成为光固化应用的迫切需求。本文设计制作了一种6颗芯片串联的高功率密度UV-LED光源模块,加装了循环水冷散热器对其进行有效散热。通过仿真和实验对该模块的各项参数进行测试,证实仿真模型的预测能力。实验结果表明,全串联光源模块输入功率最高可以达到325.8 W,功率密度达到646.5 W/cm 2,此时芯片结温能够维持在130°C左右。

摘要： 车载电缆终端缺陷处温度场畸变直接影响车载电缆终端运行安全,而对车载电缆终端缺陷处温度分布的研究对保证列车安全运行起到了关键作用。对完好的车载电缆终端在正常工况下轴向与径向温度分布进行仿真计算分析,对车载电缆终端应力控制管-主绝缘层界面气隙、金属杂质以及水汽缺陷在相同尺寸下轴向与径向温度分布进行仿真分析,并对车载电缆终端在气隙缺陷情况下不同缺陷尺寸温度分布特征规律进行分析。研究发现,车载电缆终端内部缺陷将提升缺陷周围温度分布,且缺陷对周围温度的影响能力与缺陷材料导热能力有关。车载电缆终端内部气隙缺陷三维尺寸会改变气隙缺陷周围温度分布,缺陷处温差最高可达48.62 K,其中气隙厚度对周围温度的改变能力大于气隙长度与气隙宽度。该研究为实际的车载电缆终端内部缺陷周围温度分布提供了仿真依据,对保证列车行车安全有着重要的实际工程价值。

摘要： 铝合金由于优良的材料特性,在航空航天、轨道交通等行业得到了广泛应用。在服役过程中由于应力、疲劳载荷等因素的影响,铝合金部件表面易产生疲劳裂纹从而造成安全隐患。多通道涡流检测技术作为常规涡流检测技术的扩展,以其检测灵敏度高、检测范围大的优势而广泛应用于金属构件的探伤。通过建立铝合金平板涡流检测仿真模型,对涡流检测线圈的几何参数、激励电压及激励频率等进行仿真与优化。根据仿真结果研制了四通道涡流检测探头并开展了检测试验。结果表明,涡流检测探头的四个通道具有较好的一致性,对于铝合金平板试块上深度为0.2mm的人工刻槽具有良好的检测效果。

摘要： 基于局域表面等离子共振(Local Surface Plasmon Resonance, LSPR)原理,本文利用有限元法研究了银圆锥纳米阵列共振波长的调控方法。使用COMSOL仿真软件模拟银圆锥纳米阵列表面附近的平均电场强度随入射光的变化,结果表明其共振波长与阵列周期和环境折射率有关。圆锥阵列周期p的增加,导致共振波长发生红移。两者间近似呈线性关系,可根据有效波长理论拟合得到阵列周期与共振波长间的线性关系式:p=0.97λ+21.244。圆锥半径r和高度h的变化对共振波长无影响。周期p为560 nm时,r=120 nm, h=200 nm,共振波长峰高达到最值。环境介质折射率增加导致共振波长红移,峰高减小,并且出现多个共振波峰。

摘要： 本发明公开了一种采用COMSOL软件仿真模拟解冻过程并优化解冻工艺的方法，其采用COMSOL Multiphysics软件，对鱼糜解冻的过程进行动态的数值模拟，以有限元方法数值求解电磁波耗散及热传递的耦合方程，并通过实验对温度值进行验证；并通过COMSOL Multiphysics软件建立的数学模型，探究鱼糜样品的尺寸、鱼糜样品在加热腔的位置、无线电波功率、极板间距和加热间歇时间对鱼糜样品解冻均匀性的影响；最后根据数值模拟试验结果，以无线电波功率、极板间距和加热间歇时间为因素，以鱼糜样品解冻所需时间和温度标准偏差作为解冻效果的评定指标，设计三因素三水平的正交试验，确定适合的无线电波功率、极板间距和加热间歇时间，优化解冻工艺，提高解冻均匀性。

摘要： 本发明涉及超导量子电路仿真领域，具体公开一种基于Comsol的超导量子电路芯片级仿真方法，构建超导量子电路的全电路模型；其中全电路模型包括超导量子电路的所有电路元件以及封装环境；基于需仿真的目标电路元件的电路参数，选择物理场并对全电路模型添加物理场边界和端口条件；进行网格剖分；执行有限元求解，进行频域分析；从分析结果提取所需电路参数；其中，电路参数包括电感参数、电容参数和频率参数。本发明采用的全电路模型相比现方案通过几何图形拼接的模型，更容易进行微调和修正，采用的多物理场耦合分析更接近超导量子电路的真实工作环境，使得仿真结果更接近实际的电路参数。

摘要： 本发明公开了一种基于COMSOL的变压器套管电‑热‑机耦合仿真分析方法及系统，定义变压器套管的额定电压、电流、油箱温度等仿真参数；建立变压器套管三维模型并导入COMSOL；定义套管中材料的相对介电常数、导热系数、杨氏模量等物理参数；添加静电、电流、固体传热、固体力学及多物理场模块，并设置各个物理场的边界条件；确定网格精度划分模型和设置求解器参数；进行有限元仿真计算；进行多物理场耦合下的电场、温度、应力的分布情况的绘制。本发明模拟变压器套管工作在额定电压时，考虑多物理场耦合的环境下各关键参量的分布情况，为判断变压器套管是否工作于正常状态提供参考标准。

摘要： 本发明公开了一种基于COMSOL仿真软件的肉品烤制过程的模拟分析方法，该方法包括：在COMSOL Multiphysics软件中构建肉品几何模型，确定控制方程、初始条件、边界条件，剖分网格并运行研究求解；采集肉品烤制过程中温度数据及含水量信息，对数值模拟结果进行验证；基于软件求解结果进行相应的后处理，分析肉品烤制过程。通过本发明，能对烤制过程中的肉品在任意时刻任意位置的温度、湿度、压力进行预测，在实际生产中有助于肉品在烤制前，根据样品的尺寸，烤箱温度判断合适的烤制时间，控制产品质量的稳定。

摘要： 本发明公开了一种基于MATLAB和COMSOL联合仿真的磁性液体密封耐压能力分析方法，主要解决传统有限元分析方法手动设置模型参数较为繁琐，无法批量仿真的问题。其主要步骤为：1.绘制几何模型并得到.dxf格式文件；2.使用COMSOL建立有限元仿真模型并导出为.m格式文件；3.使用MATLAB调用有限元仿真模型.m文件并完成MATLAB和COMSOL的联合仿真分析编程；4.使用COMSOLMultiphysicsforMATLAB运行联合仿真分析程序，完成有限元仿真并保存结果文件；5.使用MATLAB调用仿真结果文件，计算各条件下的密封结构耐压能力并保存结果文件。本发明适用于任意磁性液体密封结构磁场分布及耐压能力的批量计算，提高了仿真分析效率，降低仿真分析操作门槛。

摘要： 本发明提出一种基于COMSOL的接地导体连接处接触电阻仿真计算方法，通过搭建COMSOL仿真模型，根据所获取的接地导体规格、接地导体电阻率、接地导体表面粗糙度、螺栓型号，设置COMSOL软件中的接地导体相关参数，建立接地导体模型；根据获取的接地导体相关参数，在接地导体一端建立电流源，一端设置接地，通过计算两端电势差来间接计算接地导体的接触电阻。该方法能够准确评估接地导体连接处上的接触电阻大小，及时做好安全措施，提高接地导体的在电力系统发生短路时的通流能力。

摘要： 本发明涉及一种基于MATLAB和COMSOL联合仿真的超导磁储能磁体优化设计方法，该方法主要包括如下步骤：（1）利用MATLAB强大的数据处理和优化设计能力编写用于高温超导储能磁体优化设计的算法；（2）利用COMSOL强大的有限元建模能力和计算结果高效准确等优点建立高温超导储能磁体的电磁计算模型；（3）利用MATLAB和COMSOL的数据接口实现MATLAB优化算法中调用COMSOL的电磁计算模型，实现优势互补的联合优化设计模型。本发明实现了高温超导储能磁体优化设计的闭环优化，可有效提高高温超导储能磁体设计的准确性。

摘要： 本发明公开了一种采用COMSOL软件仿真模拟解冻过程并优化解冻工艺的方法，其采用COMSOL Multiphysics软件，对鱼糜解冻的过程进行动态的数值模拟，以有限元方法数值求解电磁波耗散及热传递的耦合方程，并通过实验对温度值进行验证；并通过COMSOL Multiphysics软件建立的数学模型，探究鱼糜样品的尺寸、鱼糜样品在加热腔的位置、无线电波功率、极板间距和加热间歇时间对鱼糜样品解冻均匀性的影响；最后根据数值模拟试验结果，以无线电波功率、极板间距和加热间歇时间为因素，以鱼糜样品解冻所需时间和温度标准偏差作为解冻效果的评定指标，设计三因素三水平的正交试验，确定适合的无线电波功率、极板间距和加热间歇时间，优化解冻工艺，提高解冻均匀性。

摘要： 本发明涉及计算机仿真的技术领域，公开了一种基于COMSOL软件的射频加热仿真模拟方法，包括：步骤一、利用三维扫描仪对待加热样品进行扫描，获得所述待加热样品的三维点云数据；步骤二、对所述的三维点云数据进行优化处理，获得所述待加热样品完整的几何模型，将所述几何模型处理成NURBS曲面，并对所述NURBS曲面进行栅格化处理，存储为IGS格式的三维空间数据模型；步骤三、利用COMSOL软件所述三维空间数据模型进行射频加热仿真模拟。本发明操作简单，应用方便，复杂的不规则的食品材料无需先绘制三维模型再进行加热过程的模拟，省时省力，具有较高的经济价值。

摘要： 本发明提供的一种基于COMSOL的220KV空心瓷绝缘子伞形优化方法，包括以下步骤：S1.设定空心瓷绝缘子的几何参数；S2.将几何参数导入COMSOL软件中建立空心瓷绝缘子的仿真模型；S3.将空心瓷绝缘子的伞形进行网格划分形成若干个网格单元；S4.设置电场分布的电压边界条件，通过COMSOL软件向空心瓷绝缘子的仿真模型施加电压；S5.计算每一个网格单元的电场分布指标，并基于每个网格单元的电场分布指标确定出整个空心瓷绝缘子仿真模型的电场分布指标；S6.调整空心瓷绝缘子的伞裙参数，返回步骤S2中；S7.判断空心瓷绝缘子的几何参数调整次数是否达到设定值，如是，则进入步骤S8；S8.在多次仿真中选择最优电场分布指标所对应的空心瓷绝缘子的几何参数作为最优参数。