See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development


Engineers, researchers, and scientists across industries use multiphysics simulation to research and develop innovative product designs and processes. Find inspiration in technical papers and presentations they have presented at the COMSOL Conference. Browse the selection below or use the Quick Search tool to find a specific presentation or filter by application area.
View the COMSOL Conference 2018 Collection

交变压力波强化传热 new

张东伟 [1], 蒋二辉 [1], 周俊杰 [1],
[1] 郑州大学 化工与能源学院 热能系统节能技术与装备教育部工程研究中心

节能、高效、紧凑已经成为制冷空调行业的发展趋势,其中强化换热技术尤为关键。因此,本文采用COMSOL软件对微型错排管换热器进行了建立二维模型,基于瞬态模型,采用流动和传热模块进行有无交变压力波的数值模拟分析。结果发现随着交变压力波的添加大大增加了速度场、压力场及温度场的波动情况,使得管内工质边界层破坏降低了传热的热阻综合空化链式理论,交变压力波能够起到强化传热的作用,提高了制冷效率,有利于推动制冷行业的发展。 Read More

飞机燃油箱系统雷电点火源仿真研究 new

杜鸣心 [1], 段雁超 [1], 朱犇 [1],
[1] 西安爱邦电磁技术有限责任公司

飞机燃油系统雷电防护是飞机设计中需要考虑的一个重要部分。用实验方法研究成本较高,且周期长,数值仿真方法具有明显的优势。本文基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立内部带有液压管和燃油管的燃油箱系统模型。通过电-热耦合仿真考察雷电流在燃油箱上的传导路径,根据电流分布及温度分布给出成为潜在点火源的位置。进而对比研究了两端是否屏蔽对燃油系统上雷电流物理特性的影响。仿真结果表明:飞机燃油箱系统遭受雷击时,成为潜在点火源的位置有卡箍边沿、17号肋与燃油管和液压管连接处、燃油管和液压管以及桁条上距离16号肋和18号肋上开孔较近的地方 ... Read More

铁芯电抗器的多物理场温升仿真分析 new

黄文聪 [1], 阎诺 [1], 吴锋 [1], 张文聪 [1], 刘凌云 [1],
[1] 湖北工业大学 武汉市 湖北省 中国

铁芯电抗器具有损耗小、噪音低、维护简单、电抗值线性度好、设计寿命长等优点,得到了越来越广泛的应用。但由于电抗器通风散热不良,导致运行中不同程度的局部过热,造成匝间短路、烧损,甚至引起火灾,严重影响电抗器的安全运行。该问题涉及电-磁-热-流体多物理场耦合,电抗器正常运行时电阻损耗和涡流损耗构成主要热源。本文采用COMSOL Multiphysics®多物理场仿真软件,通过AC/DC模块、传热模块、流体模块对铁芯电抗器的电路、磁场、损耗和温升空间分布进行研究。首先施加激励分别得到铁芯、线圈的磁场及损耗密度分布,然后将铁芯及线圈的损耗值添加为插值,作为流场 ... Read More

页岩气水基钻井液钻井井壁稳定性研究 new

杨子莘 [1], 马天寿 [1], 练章华 [1],
[1] 西南石油大学

2015年由美国大发起页岩气革命成功地使美国从油气进口国转变为油气出口国。这使得页岩气成为能源领域关注的热点。页岩气与煤炭和石油相比更为清洁,且储量更为丰富。开发页岩气的两项关键技术是水平井钻井技术和压裂改造地层技术。 然而,由于页岩相比于其他岩石水化学活性更强,导致在水平井钻穿储层过程中井壁极容易垮塌失稳。油基泥浆的使用可以克服上述问题,但成本昂贵且受环保限制。水基泥浆的普及依赖于对页岩水化的深入理解。在页岩水化反应过程中,温度场、离子浓度场、渗流场、应力场均不同程度地作用在井壁周围岩石,而且相互耦合作用随时间不断变化 ... Read More

利用COMSOL仿真复杂情况下的海洋声传播模型 new

朱军 [1], 朴胜春 [2], 宋扬 [3], 祝捍皓 [4], 杨春梅 [5],
[1] 船舶与机电工程学院,浙江海洋大学,舟山,浙江,中国
[2] 海洋科学与技术学院,浙江海洋大学,舟山,浙江,中国
[3] 海洋环境与数值模拟重点实验室,国家海洋局第一海洋研究所,青岛,山东,中国
[4] 水声工程学院,哈尔滨工程大学,哈尔滨,黑龙江,中国

本篇文章使用COMSOL二维以及二维轴对称模型下的压力声学-频域模块,分别仿真了点声源和线声源在不同复杂液态海底地形环境下的声传播模型。以此来对比COMSOL有限元法相对与传统数值仿真方法在处理复杂海底模型下的准确性。 在所仿真的结果中,当声源处于点声源条件下时,使用二维-压力声学模型,海底环境为倾斜的液态海底。由于在二维模型下,声源可以设置在二维图形的任意区域,本文将声源位置定于所仿真水体层的中央。通过观察发现,在小倾斜角、海底与海水的阻抗比较小的情况下,由于在上坡和下坡部分后向散射对声场的影响都比较小 ... Read More

NMC523电池针刺热失控模拟 new

李航 [1], 刘朝玥 [1], 赖少波 [1],
[1] 厦门大学化学化工学院

NMC523电池因为其较高的容量,已经逐渐应用于动力电池行列,但是锂离子电池在使用过程中的不合理容易引发热失控事故。这项模拟工作是来验证探讨NMC523电池针刺热失控中的机理。模拟过程中用到COMSOL化学反应工程模块、全局常微分方程模块。通过模拟,能够看到针刺过程中电池电压变化以及跟随的温度变化。这项模拟工作参考了部分主流杂志的模拟思路,也融合了自己的理解从而进行建模计算。此次模拟能够为电池针刺热失控机理探究提供思路,也能够为正确使用锂离子电池提供建议。 Read More

A triple band cross-polarization converter based on ultra-thin graphene-integrated metasurface new

Zhifei Yao [1], Yueke Wang [1], Shumei Gao [1],
[1] Optical Information Science and Technology Department, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu, china

We propose a triple band tunable and high-efficient reflected cross-polarization converter (CPC) in the mid-infrared. The study of graphene-integrated CPC becomes increasingly important, due to its tunable optical performance and small volume. Graphene, a monolayer of carbon atoms placed ... Read More

A 3D Thermal Model for Prediction Temperature Field During Artificial Ground Freezing new

Song Zhang [1], Zuren Yue [2], Tianliang Wang [2],
[1] 1.Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei, China 2. Beijing China Coal Mine engineering Co. Ltd. Beijing, China
[2] 1.Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei, China

Prediction of freezing temperature field close to the segment is very important in artificial ground freezing project. Because of the effect of convection and heat conduction, there are a lot of factors in numerical simulation for these problems. If the length of freezing wall close to ... Read More

纤维增强复合材料渗流过程的研究模拟 new

沈诗怡 [1], 王波 [1],
[1] 上海大学

连续纤维增强金属基复合材料(Continuous Fiber Reinforcement Metal Matrix Composites)因其优异的性能而在汽车领域航空航天领域、兵器武装领域及电子及光学领域备受关注。但是,目前其制备工艺的不成熟,使得产品存在较多的空隙缺陷,对材料性能造成不良的影响,而压力浸渗制备的FRM相对致密、缺陷少而具有广阔的发展前景。本文以FRM的压力浸渗制备工艺为研究对象,利用Comsol Multiphysics软件进行二维数值模拟计算,分别研究了流体动力粘度、入口压力以及纤维排布方式等对渗流过程的影响,并判断出孔隙高频出现的区域 ... Read More

内壁含有螺旋褶皱血管促旋动流机制仿真分析 new

石国宏 [1], 李瑜 [1],
[1] 河南理工大学

旋动血流是人体中广泛存在的一种正常生理现象,它可以提高壁面剪切力,抑制动脉粥样硬化、内膜增生、血栓粘附等疾病的发生。但是对其产生的原因,一直没有确切的定论。鉴于下肢动脉内壁具有螺旋褶皱,螺旋型支架可以引导旋动流,我们提出一种新型内壁有螺旋褶皱的血管模型。 在COMSOL 中,借助CFD及结构力学模块添加多物理场。对模型进行血流-血管流固耦合仿真,研究血流的流动模式,计算血液流动在心动周期不同时期的血管形变、壁面剪切力、血流速度和流线分布。血流采用不可压缩非牛顿流体,血管使用线性、各向同性线弹性材料。在边界条件方面,入口采用层流流入,速度符合脉动曲线。出口压力符合压力曲线 ... Read More