基于COMSOL Multiphysics的高压脉冲电场仿真研究

为进一步研究高压脉冲电场的作用机理,文章通过COMSOL Multiphysics仿真平台对HPEF处理装置进行三维模拟:平行极板型电场进行了三维模型建立,同时对处理装置的电场分布、温度场分布、流场分布进行多物理场仿真分析。仿真结果表明,平行极板型处理装置的电场强度分布均匀,温度基本恒定不变,空气流速接近0。这一结果与HPEF的“传递均匀、产热少、能最大限度保持食品的品质”等特色保持高度一致,为后期探究其作用机理及处理装置设计改进提供了一定的理论依据。

基于COMSOL的发动机排气歧管气流冲蚀特性分析

以某发动机排气歧管为研究对象,基于有限元仿真软件COMSOLMultiphysics对管内气流流动特性以及三种冲蚀模型下的冲蚀速率进行仿真分析,从气流对排气歧管内壁面冲蚀的角度进行强度分析。仿真结果表明,发动机尾气在排气歧管弯管外侧速度最小,弯管内侧速度最大达到180m/s;出口速度分布均匀性分析结果表明,距弯管越远均匀性越好,可获得更好的尾气过滤效果;冲蚀分布云图表明,冲蚀区域主要发生在排气歧管弯管外侧,集中在中心轴线两侧;Finnie冲蚀模型表现出更高的冲蚀速率,DNV冲蚀模型最低,为不同冲蚀模型的应用提供了一定参考。

基于COMSOL闭式整体构件流道电解加工流场的仿真

提高闭式整体构件气流通道数控电解/电火花组合加工效率的关键是提高其粗加工工序电解加工的效率,可尝试采用开槽、拷形一次完成的方案。由于气流通道深、窄、弯曲,首先必须面对的是电解加工间隙流场分布极不均匀的问题,通过改变阴极结构、回液孔分布及供液方式的设计,基于COMSOL对上述不同阴极进行电解加工间隙流场的仿真、比较,改善了间隙流场分布。分析表明,当进口压力为0.8 MPa,十字交叉槽槽宽为1.5 mm,锥头回液孔数量为12个,三排错开排放,间隙流场较均匀。

基于微流驱动效应的汽车前风挡除水机制研究

基于微流驱动效应的优越性,提出了一种汽车前风挡玻璃振动除水技术。首先采用Stokes长波理论构建了液滴的二维数学模型,然后借助COMSOL MULTIPHYSICSICS多物理场分析软件对玻璃板上的液滴进行二维建模。研究了对称低频振动、正交对称低频运动、非对称振动和对称低频振动对液滴移动状态和移动速度的关系。仿真结果表明:液滴在振动激励下始终保持一种非对称的往复振荡运动,这种非对称运动合成为液滴在宏观上的位移,验证了微流驱动效应除水技术的可行性与有效性。

基于COMSOL的贴片天线传感器应变测量仿真及试验研究

文中建立了基于COMSOL Multiphysics的多物理场数值模型,研究了应变传递效率及其影响参数,研究了谐振频率和被测应变之间的关系,最后对传递效率及应变测试灵敏度进行了试验验证。结果表明,使用COMSOL Multiphysics进行多物理场仿真的结果与试验结果具有很好的一致性。

机场混凝土道面微波除冰仿真与试验研究

分析微波频率和道面材料特性对机场道面微波除冰效率的影响。运用COMSOL Multiphysics建立微波除冰仿真模型,采用自主设计的微波除冰装置进行试验研究。以混凝土表面升温至0℃的升温速率作为除冰效率的评价指标。研究结果表明:微波能够透过冰层加热混凝土,使冰层与混凝土表面脱离;相对于频率为2.45 GHz微波,频率为5.8 GHz微波穿透深度降低到45%,除冰效率提高了5倍左右;相对于普通混凝土,掺入"铁黑"吸波材料的混凝土除冰效率提高了1.8倍左右;仿真结果与试验结果较接近,验证了仿真模型具有较高的准确性,微波除冰方法具有一定的可行性。

基于COMSOL Mutiphysics电阻抗传感器的建模及仿真

采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics对电阻式传感器进行建模与仿真,模型模拟放置在内含空气填充腔的导体立方体的单个电极中。在后期处理中,通过阻抗来反推空腔位置。

热冲击作用下花岗岩温度场分布规律数值模拟研究

基于传热学原理,以常温水、液态二氧化碳和液氮为工质,应用先进的多物理场仿真软件Comsol Multiphysics 5.3a对不同温度下的花岗岩进行了热冲击模拟实验,且在相同条件下进行了花岗岩热冲击实验。模拟结果表明:热冲击作用下花岗岩温度场以波的形式传播,工质接触的面积越大,温度场传播速度越快;热平衡时间随着工质温度的降低而延长,且在花岗岩初始温度400～500℃之间存在一个可能使岩石发生相态转变的温度阈值;热冲击速度随着初始温度的升高而增大,温度梯度随时间增加而先增大后减小,温度梯度越大,热冲击作用越强烈,岩石中热量损失越大;热冲击温度变化曲线可分为温度加速变化、温度减速变化和温度稳定三个阶段。实验结果表明,数值模拟对物理试验起到了补充作用。

基于ADμC812的芯片温度控制系统的研究

介绍了一种以PID增量算法为核心,以812为硬件基础的温度控制系统,并给出了硬件电路和软件设计的总体结构。采用模拟软件COMSOL Multiphysics3.2分析控制对象的温度分布能够使控制结果与实际要求更为符合,满足芯片培养细胞的需要。

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大,射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。

盐渍土氯离子在混凝土中运移的耦合模型研究

通过Comsol Multiphysics模拟了盐渍土氯离子在混凝土内的运移机制。基于Fick第二定律,研究了考虑电迁移场作用、结合作用以及毛细作用的氯离子运移规律。研究表明:结合作用阻碍氯离子向混凝土内部运移,电势场和毛细作用促进氯离子向混凝土内部运移;随着氯离子向混凝土内运移,结合作用逐渐减小,初期的电场作用先增加后减小;随时间增加,结合作用与电场迁移作用减小;毛细作用仅在离子侵入初期约1.5 h内影响明显。在结构寿命期内忽略毛细作用,建立综合扩散、电场迁移及结合作用的耦合模型,预测了混凝土结构寿命,模型得到了较好的验证。

雾霾对接触网绝缘子电位和电场分布的影响

为研究雾霾环境对绝缘子沿面电位和电场分布的影响,基于静电场有限元法建立接触网复合绝缘子的二维仿真模型,依靠有限元软件Comsol计算分析绝缘子在不同雾霾浓度环境下的电位和电场分布。研究结果表明:空气中悬浮的雾霾颗粒在不带电时会小幅畸变绝缘子沿面电位和电场;当绝缘子附近的雾霾颗粒荷电后,会对绝缘子沿面电位和电场产生明显的影响,不同的雾霾颗粒的浓度,不同的带电极性也会对绝缘子沿面电位和电场畸变幅度产生不同的效果。

弓网接触界面热效应与磨损量的数值模拟

在高速/强电流作用下,弓网接触界面摩擦磨损程度的量化是衡量弓网系统电能传输稳定性的重要技术指标。分析影响弓网接触界面磨损量的电流、速度、接触压力等定量因素,在COMSOL Multiphysics软件环境下,对这三个因素造成的弓网接触界面温度变化进行量化,间接反映滑动接触界面的摩擦磨损程度。运用该方法所得的数值模拟结果与试验分析的结果是一致的。

基于COMSOL Multiphysics非接触测量玻璃厚度、折射率

针对存在难以接触到测量表面的玻璃,提出一种利用有限元软件COMSOL Multiphysics结合MATLAB的数字图像方法和配套的实验工作台测量玻璃厚度的方法。利用该方法不仅能非接触地测量玻璃厚度,还可以测量玻璃的折射率。解决了特殊的工作场合难以测量玻璃厚度的问题。

杂散电流对开裂混凝土中氯离子侵蚀影响

针对高寒地区地铁等轨道交通附近除冰盐的腐蚀问题,建立杂散电流作用下开裂钢筋混凝土结构中的氯离子侵蚀数值模型,利用COMSOL Multiphysics有限元软件求解,研究了裂缝宽度,裂缝深度以及相对保护层厚度(h/c)在不同杂散电流作用下对氯离子侵蚀和钢筋的去钝化时间的影响。研究表明,杂散电流会促进氯离子的侵蚀及缩短钢筋的去钝化时间。其中,非匀强杂散电场比匀强杂散电场的危害更大。杂散电流对钢筋去钝化时间的影响敏感性比保护层厚度大,裂缝深度和宽度敏感性最小。

基于COMSOL Multiphysic的CO变换反应的数值模拟与优化

利于多物理场耦合软件COMSOL Multiphysic,建立一个耦合CO变换反应传质、传热、动量传递和化学反应的二维轴对称拟均相固定床反应器模型。采用COMSOL Multiphysicl默认的反应流,稀物质传递(rfcs)模型和传热(ht)模型,通过内置的模型输入将二个模型耦合起来。催化动力学采用Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂的性质及操作条件以Wei-Hsin Chen等的实验为基础。采用有限元法对模型进行稳态模拟,得到反应器内的速度场、浓度场、温度场,对反应床层内组分浓度、速度及温度进行可视化分析。将所得的结果与文献值进行对比,从而验证了模型的准确性。最后,采用COMSOL Multiphysic对催化反应条件进行灵敏度分析,分析了入口温度、催化剂失活因子、入口组成对床层温度及CO转化率的影响。

ZnO纳米发电机的结构优化与仿真

使用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对ZnO纳米发电机模型进行仿真分析.ZnO纳米线具有压电效应,当ZnO纳米线受到沿c轴的压力时,在纳米线的两侧会产生电势差.对于ZnO纳米发电机性能的研究表明:ZnO纳米发电机受到的力越大,并且力与基底之间的角度越大,开路电压越高;ZnO纳米线的长度越长、直径越大,开路电压越高;更小的电极面积、更接近的两侧电极比例、更小的基底相对电容率,都有利于开路电压的提高.通过对ZnO纳米发电机仿真分析,为通过优化压力方式与器件结构来提高ZnO纳米发电机的性能提供了方案.

基于微流体脉冲驱动—控制技术的微液滴制备改进方法研究

微液滴在医学、化学、生物学等领域有着广泛的应用,微液滴的制备方法也日新月异.本文基于微流体脉冲驱动-控制技术,搭建了一种结构简单、成本低廉的微液滴制备改进系统,并进行了蒸馏水液滴及海藻酸钠微胶囊制备实验.实验结果表明该改进系统能够实现微液滴的稳定制备,且制备的液滴粒径均一,单分散性良好.

磁悬浮平面电机永磁陈列拓扑结构研究

磁悬浮平面电机是一种新型的平面电机,这种平面电机可以实现六个自由度上的运动,可实现真空条件更适合于在光刻机中使。永磁阵列采用 Halbach 型结构,它由两种体积不同的永磁体按固定规则排列并黏接固定在底板上形成,其中大永磁体体积是小永磁体体积的两倍,但厚度相同;大永磁 体磁化方向与小永磁体磁化方向正交,但磁化强度相等。