Tommi Paananen, David Geibel, Bill Teising, Mårten Almkvist, Jon Brasher, Josh Elder, Bob Elick and Chris Whitten ABB Alamo Tennessee

电力消费者通常需要非常稳定的电压。变压器包含一个分接开关，它可以通过切换输入或输出电路的连接点来改变次级线圈匝数与初级线圈匝数之比。改变这个比例可以实现输出电压分级调整。随着世界逐步迈向现代化智能电网，必须对分接开关的设计进行改进，以供智能电网使用。 ABB ...

Matthias Richwin, Leopold Kostal GmbH, Dortmund, Germany

现代汽车具有各式各样的复杂功能，随之也给设计带来了不少挑战。这个用户故事会详述一些与高档汽车内的车顶模块和电动汽车的充电系统有关的必要更新。 特定型号的车顶模块内装有几个组件。生产的 90％ 热量会进入车顶模块的印刷电路板（PCB） ...

Christian Schröder mieletec FH Bielefeld Germany Holger Ernst Miele Germany

设计电磁炉的目的是为了满足客户需求，让它具有比传统炉灶更好的精度和速度。设计师的任务是提高感应线圈与炉具相互作用的能效，并同时考虑系统的热和电磁。 Miele 是家用电器和商用机器领域全球领先企业，他们与 mieletec FH Bielefeld 的研究人员合作 ...

Jean-Louis Gelet and Antoine Gerlaud Mersen, France

承载高强度电流的大型电气系统，其任一元件（如保险丝和汇流条）失效都可能造成危险。为了提高安全性，改善制造条件，有必要了解这些元件的失效机理。母线板是这些元件中的一种，它由单片导电金属组成，在将电流短距离传导到多个负载时可以替换单个的粗电缆。 Mersen 是一家拥有浪涌防护专业知识的国际公司，主要制造母线板，即在不同电位导电板之间粘有绝缘材料薄膜的层压材料。但是，如果母线板中的温度变得太高，胶水或绝缘可能被毁坏。 Mersen 有一个专注于电保护研究的研究组，他们使用 COMSOL 仿真确定了焦耳效应产生的温度场，并消除了所有识别的热点。

L. Jovelli Siemens, Brazil

从发电到将电分配到最终用户，整个输电网路中都会使用电力变压器和并联电抗器来进行电压转换及无功功率吸收。在位于 Jundiai, São Paulo 的西门子巴西分公司，设计师们使用多物理场仿真来验证网路集成变压器和并联电抗器能在不产生过热的情况下处理不断增长的电力需求，确保他们可以安全地进行操作。他们已经在变压器和并联电抗器设计中使用了仿真，这样可以有效减少热点，同时仿真还可以优化变压器油的流通从而进行更好的冷却。他们的工作包括创建一个油浸式电力变压器的多物理场模型以研究热工水力性能。这是西门子或其他任何地方的首个 3D 变压器模型。随着仿真准确性一步步得到验证，这些仿真结果不仅可以防止设计的失败，而且也可以用于优化材料和所需制冷配件的数量，有助于降低开发成本。

Dr. Rolf Disselnkötter ABB AG, Ladenburg, Germany

变压器问世已经有一段时间了，但德国 Ladenburgh 的 ABB 仍然还在研究其原理。ABB Corporate Research Centre 目前正在开发复杂的磁传感器，主要采用有限元分析（FEA）来研究外部电源和负载对磁子系统（像变压器铁心）的作用方式。他们的目标是要了解几何设计、材料、一次电流分布、温度和电路如何影响电流测量的精度。这个用户故事展示了他们制作的几个模型并对他们能够给出的一些结论进行了说明。

Oliver Nemitz Salzgitter Mannesmann Forschung, Duisburg, Germany

Salzgitter Mannesmann Forschung (SZMF) 主要负责为领先的管道制造公司 Salzgitter Group 提出测试方法。在重钢管的制造中，重点是保证质量，通过使用大磁铁确定缺陷（漏磁探伤）进行无损检测（NDT）可以保证这一点。 ...

Göran Eriksson ABB AB Corporate Research Power Technologies Västerås, ...

将电网升级为“智能电网”通常作为 IT 问题或嵌入式系统进行讨论。然而，同样重要的是对智能电网的“螺母和螺栓”进行更新。 在 ABB AB Corporate Research Power Technologies 瑞典分公司 ...

Soren Find Madsen Global Lightning Protection Services A/S, Lejre, Denmark

Søren Find Madsen，Global Lightning Protection Services A/S，丹麦莱尔 Global Lightning Protection Services A/S（GLPS）是一家专门从事雷电防护的工程咨询机构 ...

Kris Carlson, Dr. Jay Shils & Dr. Jeffrey Arle Lahey Clinic Burlington, MA

Lahey Clinic 的 Neuromodulation Group 进行了一项基于脊髓电刺激治疗（SCS）的研究。SCS 主要包括植入一系列将电位施加给脊柱的电极及干扰疼痛信号回路。主要可用于缓解慢性腰腿痛。虽然多年以来这种治疗方法一直有效 ...

Leopoldo Rossini, Emmanuel Onillon, & Olivier Chetelat CSEM SA, Neuchatel, Switzerland

CSEM 是一家私有的应用研究开发中心，专门研究微技术、系统工程、微电子和通讯技术。他们最新的一个项目是研究在发射卫星将其送入轨道（每千克€15,000）时，最大限度地减少卫星姿态控制系统的重量，因为每克负荷都会产生重大影响。CSEM 希望通过用多轴反应球体代替四个传统的单轴反应轮子来完成这个任务。球体将是覆有永久磁铁的铁球，并通过由多个电线圈产生的磁场使其与磁悬浮保持在适当的位置。球体将作为转子，加速任一轴并增加扭矩。使用 COMSOL Multiphysics 软件及其 LiveLink™ for MATLAB® 模块，可以对分析模型的初值精细微调进行优化。此外，该模型还将实现对设计进行测试，而之前一直无法使用解析法对设计进行测试。初步设计已创建完成，CSEM 希望用较轻的材料取代铅。

Gino Fallone and colleagues Cross Cancer Institute Edmonton, AB, Canada

癌症放射治疗靶向定位存在诸多不确定性，其中包括随呼吸移动的靶点等等，磁共振成像 (MRI) 可以精确地定位肿瘤在软组织中的位置，然而其产生的磁场会干扰通过线性粒子加速器 (Linac) 来实现的放射治疗。加拿大 Cross Cancer Institute ...

O. Craciun, and colleagues ABB AG Ladenburgh, Germany

当树枝触及高架电缆时会产生瞬间短路，然后您的灯可能会闪烁。有一种称为自动重合器的装置，它可以确保输送到您家里的电力不会被长时间切断。 ABB AG 是一家在电力技术方面处于领先地位的制造商，他们正在努力设计一种更可靠的自动重合器。本次设计过程的一个目标是优化永久磁体尺寸的同时确保开关特性出众。 为了做到这一点，ABB AG 使用 AC/DC 模块创建了二维仿真并计算了磁通密度。接下来，他们使用了电路接口将实际功率放大电路原理图和元件值耦合到磁体仿真中。最后，在优化软件中不断输入结果以选择适当大小的磁体，然后使用 LiveLink™ for MATLAB® 将其导回 COMSOL Multiphysics，在三维模型中对设计进行验证。

Brice McPherson APEI, AR, USA

电力电子技术出现在许多日常产品中，其中包括智能手机、汽车电子零部件和家用物品。此类装置都需要对温度范围、切换频率和电压等级加以控制才能顺利可靠地运作。对于恶劣环境，例如挖掘石油的地下深处，需要开发不受元素损害并且不会因为温度或压力极端变化而出现故障的电子系统 ...

I. Jain, Tata Steel, India

感应加热已成为供钢铁行业用来制造各种金属制品的的宝贵工具。这种工艺与传统生产工艺相比，可以提供更精确的加热控制，使用较少的能源，以及提供更好的质量保证并具有更高可靠性。 Tata Steel，全球钢铁十强企业之一，他们使用多物理场仿真分析电磁、热以及制造多种类型电缆、电线和绳索生产过程中产生的冶金现象。Tata Steel 的研究设计工程师 Ishant Jain 正使用 COMSOL Multiphysics 模拟钢丝索生产期间进行的加热工艺，以确定目前该企业使用的运行参数是否优化使其能以峰值效率来执行。最终，此模型将有助于优化制造工艺，适用于各种不同的产品类型，这样即可实现特定应用所需的机械特性。

J. Leman POWER Engineers, MA, USA

环境条件和硬件负载以及性能测试所致的机械应力，当然，还有电学性能。输电线路硬件包含绝缘和导电组件。电晕放电是一种常见的电现象，一般发生在邻近的绝缘组件和高电压导体的表面电场引起周围空气分子电离时。这会导致电磁干扰，可见光，能量损失以及可听见的噪声。在一个研究如何减少输电线路的电晕放电的项目中，咨询公司 POWER Engineers, Inc. 的高级项目工程师 Jon Leman 使用了 COMSOL Multiphysics 软件来模拟绝缘装配体。他的研究团队使用自己的仿真来确定传输线路硬件的不同表面周围的电场强度和电势。他们使用研究出的结果来预测哪些区域最容易受到电晕放电，并得到一些宝贵经验：如何改良绝缘体组件来获得更好的性能。

D. Isèbe HORIBA Medical, France

血液学分析，即确定各种血液参数的血样分析，是对血液疾病进行诊断和作出治疗决策的关键要素。准确的血液学分析需要计数并分类样本中的不同细胞来测量它们的大小和分布。HORIBA Medical，是一家提供医疗诊断设备的公司，主要使用 COMSOL ...

Patrik Kennes Cochlear Technology Centre, Mechelen, Belgium

欧洲人工耳蜗技术中心 (CTCE) 主要负责开发新一代听觉植入技术。他们目前的工作重心是研究一种新型的听觉植入，即直接声学人工耳蜗植入，简称 CodacsTM。此产品会直接对耳蜗施加结构和压力波，以这种方式刺激耳蜗，而并非放大声音。 使用 COMSOL Multiphysics 软件，研究团队能够测试这种装置的多种特征及对装置产生影响的物理现象。这其中包括结构、声学、电磁和压电性能以及植入物的设计。他们的分析可以替代费用高昂的反复试验法，为研究团队节省了成本，并允许他们在一个统一的平台上使用这一模拟技术来优化自己的新技术。 Codacs 是 Cochlear 有限公司的商标。

M. Bachmann, V. Avilov, A. Gumenyuk, and M. Rethmeier BAM Federal Institute For Materials Research and Testing Germany

高能激光束焊接使用局部热源来获得深而窄的焊缝和较高的焊接速率。但工程师会遇到一些问题，因为使用局部热源通常会导致金属构件变形；焊接熔池中熔滴的飞溅和喷射，会导致凹陷、咬边、弧坑、气孔或开裂。 对激光焊接工艺施加静磁场，可以改进其质量，并减少诸如飞溅这类的影响。德国 BAM 联邦材料研究与测试研究所正在使用 COMSOL Multiphysics 软件努力提升高能激光束焊接的质量。为了模拟高能激光束焊接模型，需要在传热、流体力学和电磁场下进行耦合求解。这使得 BAM 可以通过涵盖了马拉哥尼效应，重力、熔化的潜热和洛伦兹力的模型来精确地模拟焊接工艺

A. Haas, H. Mahardika, M. Karaoulis, and A. Revil Colorado School of Mines, USA

利用声学与电磁分析相结合，可以帮助科学家更有效地勘测地下区域。虽然声波传播距离较长，但它们在提供关于底层属性的详细信息方面却存在很大制约，并且不能用于识别内部液体的流用。电磁波的传播距离不如声波，但可以识别并追踪孔隙水。结合这些方法会使这个过程变得更容易，尤其是对于那些追踪地下流体运动的科学家而言。 科罗拉多矿业学院创建了可以定位压裂流体的系统，具体方法是基于水经过的地层类型所产生的地下电磁干扰来作出有用的判断。他们希望在仿真的帮助下模拟压裂事件，生成合成地震图与电图。通过将 COMSOL Multiphysics 与 MATLAB® 结合使用，他们设计了一个实验，即通过在高压下泵入盐水来使多孔水泥块中重复地发生水力断裂。

Chris Brown Sharp Laboratories of Europe, UK

夏普欧洲实验室的设计师正在致力于开创几类技术。从 LED 照明，显示器和微流体实验室的单芯片技术，到各种装置中使用的复杂能源系统，夏普需要一种寻找最佳设计的新方法。COMSOL Multiphysics 软件及其专业模块具有多功能性，可以在不同领域扩充夏普的研究和开发。 为了改进 LED 照明的散热和电极设计，夏普使用了 COMSOL 模拟散热。对于显示器，夏普转为使用 COMSOL 进行局部应力、疲劳和热分析。至于实验室单芯片设计，夏普研究了流体层中的粒子和周围电子之间的相互作用，通过阻抗来判断粒子是否存在。对于能源系统，他们使用 COMSOL Multiphysics 软件不仅模拟了固体组件中的传热，还准确地模拟了系统中气体和液体流动。

P. Lazarou, C. Rotinat CEA LIST, France

微创手术机器人器械依赖于微型灵巧的工具及其可靠的驱动性。但大多数机器人手术器械都体积庞大，价格昂贵并且外科医生操作起来费时费力。法国原子能与可替代能源委员会（CEA LIST）的研究人员正在研究微型相变驱动器，它将会减轻外科医生在漫长手术过程中所承受的痛苦 ...

J. Slaughter ETREMA Products, IA, USA

ETREMA 产品公司的设计师和研究人员设计了具有磁致伸缩行为的智能材料，并将其应用于高精密设备。Terfenol-D 就是由 ETREMA 独家制造的一种特殊超磁致伸缩材料，它会响应所施加的磁场表现出任何合金的最大变形，而且它集成在诸如换能器等设备的核心中。由于 ETREMA 决定使用系统研究法来设计，这一决定最终促使他们采用 COMSOL Multiphysics 软件进行仿真，这样便能够开发具有自定义材料的模型和包含物理场的多个组件。使用单物理场仿真的最初目的是针对换能器设计进行计算。而创建磁致伸缩的耦合模型可以研究在机械应力和磁场作用下设备产生的变形，由此提供了一款在产品开发的每个阶段几乎都会用到的精确设计工具。

C. de Jonge SRON, Netherlands

外太空望远镜需要超灵敏探测器和校准才能接收弱远红外信号。远红外仪器（SAFARI），一种将登上宇宙学及天体物理学用宇宙学与天体物理空间红外望远镜（SPICA），其具有测量远红外光谱的传感器。SAFARI 系统包括一个辐射源，用于校准，但辐射源非常强大 ...

Peter Vavaroutsos, Andy Kiernan, Cypress Semiconductor, San Jose, CA

每次与智能手机、MP3 播放器或汽车中的显示屏交互时，我们都希望这些电容触摸屏能为我们返回一些信息、帮助发送消息或是播放音乐。这些屏幕由基底、粘合剂、透明镜片和铟锡氧化物 (ITO) 电极组成，它们共同构成了这项技术中所用的层叠。触摸屏设计因应用而异，因此需要针对预期环境对层叠进行定制。 在赛普拉斯半导体，工程师们使用 COMSOL Multiphysics® 来针对各类工作条件和使用改进触摸屏的设计。他们开发了一个静电模型来理解 ITO 图案的性能以及测试诸如保护玻璃厚度、层的介电常数及图案参数等设计更改，从而最终优化器件的性能。他们还基于模型开发了 App，使销售或支持领域的同事能够独立分析客户所要求的定制设计，测试及验证他们的设计想法。