基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。

Comsol仿真软件在“电磁兼容”课程实验中的应用

随着电子产品中的电磁兼容问题越来越受到关注,“电磁兼容”理论已成为电气技术人员必备的专业基础知识,也是测控专业的学生不可或缺的能力之一。针对“电磁兼容”理论中概念抽象、公式多、学生理解困难等问题,通过优化实验内容,采取基于问题需求牵引式、互动式的教学方式,将Comsol仿真软件引入学生的实验中去。以“飞机天线串扰电磁兼容仿真实验”设计为例,说明将仿真软件用于电磁兼容课程实验的全过程。结果表明,该实验方式从多角度综合考虑了电磁兼容性的问题,有利于培养学生的理论知识,以及分析问题、解决问题的能力。

COMSOL仿真测定多层复合板导热系数的可靠性验证

多层复合结构的导热系数测量和计算往往相对复杂。通过COMSOL仿真模拟计算出四种多层复合板的导热系数,并利用瞬态平面热源法验证仿真模拟数据的准确性,结果表明,仿真模拟结果与实测结果的相对误差在5%以内,体现了COMSOL仿真模拟的可靠性。

温度应力作用下混凝土裂缝分析及COMSOL仿真模拟

以经典传热方程为理论基础,结合COMSOL三维热固耦合方法与实测数据,对混凝土受热膨胀产生裂缝进行了模拟分析及计算,得到了混凝土内部温度、最大主应力和最高温度随外界温度变化的函数关系:混凝土温度与外界环境温度的温差最小时,其最大拉应力最小。这一结果能为大体积混凝土施工提供实践指导,合理选择施工周期可以控制混凝土裂缝的产生。

基于COMSOL仿真分析的碳滑板温度研究

本文以受电弓碳滑板为研究对象,以光纤传感为研究基础,为研究光纤传感测温试验在受电弓碳滑板摩擦滑动过程中的温度变化的影响因素,本文通过COMSOL仿真结合SolidWorks建立三维受电弓碳滑板的等效热源模型,将流入受电弓的电流通过等效电功率形式施加到接触面,进行多物理场的有限元分析,考虑在不同空气对流系数时的受电弓碳滑板的温度随外界环境温度的动态变化和分布规律,本文具有实际应用价值。

压电悬臂板结构的COMSOL仿真

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。

CO_(2)激光退火锗芯光纤COMSOL仿真研究

采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件模拟不同功率、不同扫描速度的CO_(2)激光退火锗芯光纤过程中的温度场分布。通过分析激光退火过程中光纤温度场的分布和变化,得到较为适合的激光退火条件。结合退火后锗芯光纤的拉曼光谱测试,发现对于外径和内径分别为190μm和28μm的锗芯光纤而言,在所有退火条件中,2.153 W激光功率、6 mm/s扫描速度能明显改善光纤性能。本仿真研究为优化锗芯光纤特性的实验提供了参考。

COMSOL在地铁车厢声场特性仿真上的应用

为研究地铁密闭车厢内的声场分布情况,在COMSOL Multiphysics中建立车厢结构声场耦合模型,划分网格、设置材料参数和边界条件,通过压力声学模块仿真车厢内不同声源布放方案下的声场分布,并利用MATLAB筛选车厢内不同位置乘客人耳处的声压级图。仿真分析结果表明,在预算范围内11、13、14声源的结果基本都符合车厢内广播声场均匀度的设计需求,其中14声源的布放效果最佳,车厢各位置声强级差距不大,分布较为均匀。

高功率微波加热三维温度模型仿真与验证

微波加热不均匀性一直以来都是从事微波加热控制方向研究人员心目中的热点问题。根据微波加热装置的物理结构建立了炉内各层表面的温度静态差分模型结合实验以求得微波加热的实际功率。再基于传热学的有限差分法建立三维空间中的温度分布模型,利用MATLAB以及COMSOL仿真对比验证了模型的有效性。假定微波均匀加热求得被加热介质的平衡温度与不均匀加热时的温度进行比对以找出微波加热过程中介质的部分温升平衡点,最后互相比对找出最优点为控制对象进行专家PID(proportion-integral-derivative)微波加热。实验结果表明,该方法能较为精确地测量出被加热介质任何时刻的平衡温度,使得微波加热在工业生产上有着更加广泛的应用。

基于COMSOL的中央厨房餐品微波加热包装仿真研究

为了探究包装对于中央厨房餐品微波加热的影响,该文采用盒装土豆泥作为研究对象,借助COMSOL Multiphysics仿真软件模拟电磁场与传热等三维多物理场的耦合过程,构建有无包装盖膜2种几何模型,将微波加热过程中电场分布和温度分布状态可视化,绘制特征点的温度变化曲线,并与实验结果进行比较。结果表明,有盖膜组土豆泥微波加热特征点温度模拟值和实验值的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均值为2.955℃,温度均匀系数(covariance of temperature,COVT)的RMSE值为0.011,无盖膜组特征点温度模拟值和实验值的RMSE平均值为2.538℃,COVT的RMSE值为0.022,模型与实际拟合度高,表明模型在探究包装对餐品微波加热的影响方面具有较高的可靠性与准确性。

基于仿真模拟的油泥微波热解研究

油泥的存在加剧了原油的污染和侵蚀,给原油的使用带来了安全风险,所以必须对油泥进行有效治理。对于罐底油泥,可以采用多种不同的处理方法,选用了微波热解,并进行了以下工作:从油罐底部的油泥的各种危害性出发,对它的各种基本特征和净化指数进行了详细的总结和分析,并对目前国内外油罐底部的油泥体系的研究现状和存在的问题进行了详细的总结和研究;通过对油罐底油泥的微波热解技术的总体设计需求和仿真计算,得到了一套适用于中国现代化炼油厂的储罐油泥的微波热解技术;在油泥的微波热解中,一个重要的问题是波导的大小以及微波腔体的大小,要根据油泥物性参数以及其他影响因素,来确定一种适用于油泥的微波热解模式;本文利用COMSOL软件建立了模型,并利用该模型对油泥的微波热解过程进行了模拟。基于仿真计算选择最佳的微波频率和输出功率。

基于COMSOL和MATLAB的近轴光学隐形的研究

基于矩阵光学原理实现透镜组近轴光出现隐形区域,探究了不同参数的透镜对光学隐形区域的影响;采取正交实验设计,分别使用MATLAB和COMSOL对隐形区域进行了数值模拟,对比得出了隐形区域的影响因素,并进行了可视化呈现。结果表明,透镜的焦距和半径影响隐形区域,当透镜的直径不变时,若透镜的焦距为f,此时隐形区域t_(1)和隐形区域t_(2)的体积之和最小,当透镜的焦距小于f时,透镜的焦距与隐形范围呈负相关;当透镜的焦距大于f时,透镜的焦距与隐形范围呈正相关;当透镜的焦距不变时,透镜的直径与隐形范围呈正相关。各个透镜参数对隐形区域的体积的影响因素排序为:焦距f_(2)>直径h_(1)>直径h_(2)>焦距f_(1)。研究结果对于深入理解光学隐形区域的形成及其受透镜参数调节的影响具有重要的意义。

基于COMSOL三维仿真测定复合材料导热系数

导热系数是评价材料保温隔热性的重要指标,但复合材料导热系数的测定往往受到各种环境条件的约束。分别选用复合材料导热系数理论计算公式和COMSOL软件仿真方法获得复合材料导热系数。并将理论计算结果和仿真结果分别与实测复合材料导热系数进行对比分析:理论计算所得的导热系数比实测数据偏低,且相对误差最高超过29%; COMSOL仿真结果与实测数据较为吻合,相对误差不超过5%。

基于Comsol的平板高梯度磁选机的仿真与实验研究

针对非金属矿物石英砂含铁量较高,传统除铁提纯方法以及现有磁选设备分选指标较差,分选效率低的问题,研究了一种新型永磁磁选机——平板高梯度磁选机。从选矿效率的角度对平板高梯度磁选机的工作原理和过程进行分析,确定了影响分选品位的主要参数为:磁系长度、皮带倾角、皮带转速以及冲洗水量。运用Comsol仿真平台对磁选过程进行数值模拟,分析影响平板高梯度磁选机分选效率的关键参数,在实验研究中通过改变磁选机磁系长度、磁系倾角、皮带转速和冲洗水量,得到了不同条件下非磁性产品的产率、铁去除率等指标。结果表明:皮带转速和磁系倾角的变化以及冲洗水量对铁去除率有显著影响,当磁选机以磁系长度为1 m、皮带转速为5 r/min、平板倾角为5°和冲洗水量为8.3 L/min进行分选时,石英矿中Fe_(2)O_(3)含量从0.0359%降低至0.0166%,铁去除率为43.97%。实验结果与仿真结果为进一步提高平板高梯度磁选机的性能提供了技术参考,同时为非金属矿物石英砂的开发利用提供了研究基础。

Comsol多物理场仿真软件在滑坡数值模拟中的运用

滑坡地质灾害由于其成因机制特殊,涉及水与岩土体之间作用,有关能模拟流-固耦合的软件相对较少。而Comsol作为一款多物理场仿真软件,其“多孔弹性”接口很好的做到了达西定律与固体力学的耦合,对于评估流体导致岩土体的变形有很大的优势。基于此,文中以某实际滑坡案例为基础,利用Comsol多物理场数值模拟软件对滑坡进行了流-固耦合计算,获取了滑坡的变形破坏机理及特征。

聚偏二氟乙烯膜的压电仿真及结构优化

聚偏二氟乙烯(PVDF)可用于设计贴合人体的柔性压力传感器,具有广泛的研究和应用前景。但PVDF的压电常数低,传感器灵敏度受到限制。为了研究PVDF膜在应用于压力传感器时的压电性能,利用COMSOL建立压电仿真模型,计算稳态下PVDF膜承受低压力载荷产生的电势、表面电荷密度及应力分布。对比仿真结果与理论计算值,验证了所建立的仿真方法和仿真模型的正确性。仿真发现,采用刚性基底的PVDF膜在长、宽方向产生的应力对压电性能有减弱作用,进一步验证了通过缩减PVDF膜的长、宽,可以提升压电性能的几何结构优化方法。此外,仿真对比了刚性、柔性基底下PVDF膜的应力状态,并发现柔性基底下的应力状态可导致明显更高的压电输出。该研究结合了仿真方法与压电理论,可以为PVDF材料的其他基础研究提供方法参考,研究结果可以为PVDF柔性压力传感器的结构设计和优化提供启发,以期获得更高的传感器灵敏度。

环状电极电脉冲消融下心肌组织电场分布仿真结果与分析

电脉冲消融作为一种心房颤动新的消融能源,具有更高的组织选择性以及生物安全性,因此应用前景广阔。目前有关多极电极进行组织学电脉冲仿真消融的研究非常有限。在COMSOL5.5平台构建肺静脉环状多电极消融模型进行仿真研究。研究结果显示,当电压幅值达到约900 V即可使得部分位置达到透壁性消融,而电压幅值达到1 200 V形成的连续消融区域深度可达3 mm。当增加导管电极与心肌组织间距为2 mm时,至少需要约2 000 V的电压使连续消融区域深度达3 mm。通过环状电极电脉冲消融仿真,该研究结果可为电脉冲消融的临床应用时的电压选择提供参考。

基于仿真模型探讨病毒传播的流体力学实验

新型冠状病毒的患者总是伴随着咳嗽等症状,咳嗽形成的飞沫会以气溶胶的形式传播,这是典型的流体力学中气固耦合问题。因此,将飞沫核看作是固体小微粒,周围空气为流场,拟通过COMSOL Multiphysics中的层流模块、粒子追踪模块和传热模块,对新型冠状病毒在室内的传播机制进行研究。结果表明:新型冠状病毒在室内的传播具有明显地分层现象,在高度小于1.4m和高度大于2m时,病毒主要分布在患者正前方,当高度处于这个区间时,病毒会污染房间80%的区域;同时,飞沫传播速度在开始的0.5s内,平均速度可达10m/s;最后,耦合温度因素,温度越高,病毒传播越活跃,考虑到人体舒适的温度,保持室内温度26到30摄氏度较为合适。针对这些结论,提出以下防护建议:1)使儿童尽量远离患者;2)保持室内通风;3)保持室内合适温度,最好是26到30摄氏度。以上建议是根据室内的仿真结果提出来的,适用于环境相对封闭,容积与居民楼房相近的场所。

准稳态下常功率平面热源法测不良热导体热导率及COMSOL模拟

准稳态法是测量不良热导体热导率的一种常用方法,样品材质、保温层、加热功率等都会对测量结果造成影响。本文采用分离变量法,以有机玻璃为例,求解了厚度均匀的无限大不良热导体两侧同时施加均匀的指向中心面的热流密度时的热传导方程,得到样品各处的温度随时间变化的严格解。在初始加热时间不到十分钟的状态下采用截断近似,并在准稳态下用常功率平面热源加热法测量了不良热导体的热导率k及比热c。在此基础上,采用四块有机玻璃板和两个加热薄膜外包泡沫和聚丙烯(PP)阻热材料的模型,作了COMSOL多物理场耦合仿真,得到的理论、实验及仿真结果三者符合得很好。

基于COMSOL Multiphysics的静电场仿真分析

模拟静电场来帮助学生学习电场的性质是通常采用的方法,如MATLAB模拟和电极模拟方法,这些模拟方法相对抽象,学生不易操作.本文利用多功能物理场模拟软件COMSOL Multiphysics来模拟点电荷周围的电场及等势面,可形象、直观展示几种特殊的点电荷电场大小和方向及其等势面,不仅便于学生观察分析,也可加强对场强变化及等势面分布情况的直观认识,对学生学习静电场内容有很大的帮助.