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电气 博客文章

COMSOL 软件帮助优化 Mach-Zehnder 调制器设计

2014年 4月 8日

Mach-Zehnder 调制器是一种光通信调制器。使用 COMSOL 仿真软件可以了解其工作原理并优化设计。

分支线耦合器的建模

2014年 3月 14日

分支线耦合器,是一种 90 度 或正交 混合耦合器,由于其制造工艺简单且易于设计,被广泛应用于各个行业。分支线耦合器是无源器件,常用于单天线发射器系统和 I/Q 信号分配器/合路器。让我们了解一下这类耦合器的基本工作原理及一些重要的设计要素。

压电材料的晶体取向和极化方向

2014年 2月 14日

正/逆压电效应与材料本身的各向异性程度紧密相关,反过来又与压电材料的晶体结构存在关联,各向异性的程度同时又受到极化过程的影响。下面,我们将介绍如何在 COMSOL 软件中正确地模拟压电材料的晶体取向和极化方向。

模拟电磁波和周期性结构

2014年 1月 17日

我们经常想要模拟入射到周期性结构中的电磁波(光、微波),例如衍射光栅、超材料,或频率选择表面。这可以使用 COMSOL 产品库中的 RF 或波动光学模块来完成。两个模块都提供了 Floquet 周期性边界条件和周期性端口,并将反射和透射衍射级作为入射角和波长的函数进行计算。本博客将介绍这类分析背后的概念,并将介绍这类问题的设定方法。

永磁体模拟快速入门

2013年 6月 21日

我之前写过几篇有关永磁体的博客,这里将会是另外一篇。阅读这些博客时,您可能会产生这样的疑问:“能不能更简单地介绍下永磁体仿真呢?”好的,这里就将介绍一下如何模拟永磁体以及它周围的磁场。

石墨烯革命:第五部分

2013年 5月 8日

在一篇名为”选择石墨烯基晶体管的栅介质“的论文中,讨论了半导体形式石墨烯的应用。正如我们之前所了解的,单层石墨烯并非一种半导体,它是一种零带隙导体(半金属)。人们正尝试向石墨烯中引入带隙,这将使它变得半导电,室温迁移率将比硅高一个数量级。人们现在正积极思考在攻克剩余技术难题之后,如何应用这类材料。半导体石墨烯的应用之一是设计下一代快速切换金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

石墨烯革命:第二部分

2013年 3月 27日

我在之前的一篇博客中曾经介绍过石墨烯的一些奇异特性。石墨烯仅包含单层原子,这意味着任何石墨烯基结构都将有极高的纵横比;而高纵横比的几何也为模拟带来了各种挑战。 石墨烯的传热模拟 COMSOL 提供了多种工具来帮助模拟具有极高纵横比的几何及特征。最近,人们利用 COMSOL 对石墨烯“被子”进行了传热模拟,《Nature Communications》杂志的”用于高功率 GaN 晶体管热管理的石墨烯被子“一文介绍了该研究。论文作者使用 COMSOL Multiphysics 证实,可通过引入由薄层石墨烯 (FLG) 制作的额外散热通道,即顶面导热片,来显著提升 AlGaN/GaN 异质结场效应晶体管 (HFET) 的局部热管理。 COMSOL Multiphysics 的传热接口支持您使用薄层特征特征模拟极高纵横比的组件。这一特征仅求解表面切面处的传热方程,因此免去了在高纵横比层中使用极端细化网络的需求。使用此方法能够极大减少计算时间和内存使用。 薄层特征设定窗口。 石墨烯的电气模拟 从 2006 年开始,人们就已经使用 COMSOL 来研究石墨烯的电气特征。在这篇论文中,研究人员使用 COMSOL 来推导石墨烯基复合材料的面内和横向电导率。我们可以很轻松地在 COMSOL Multiphysics 中输入电导率的张量物理量。您仅需提供电导率张量元,它可以是温度或其他任何量的函数。 可以轻松在电流接口电流守恒特征的设定窗口中指定各向异性电导率。 石墨烯的结构力学模拟 COMSOL 也可以模拟石墨烯的结构力学应用。在这篇论文中,研究人员计算了石墨烯膜在压力差作用下产生的挠度和应变。可通过电气检测到带结构中的变化,这说明它可用于制造超灵敏压力传感器。结构力学模块的壳接口主要用于薄壁结构中的结构力学分析,因此非常适合此类应用。壳接口使用 Mindlin-Reissner 类公式,即考虑了横向剪切形变。这意味着我们无须对极薄结构进行网格剖分,就可以获得高精度的结果。 壳接口中材料模型的设定窗口。 相关示例模型 我们现在已经分析了热学、电气以及力学的模拟概念,您可能在想有什么模型能同时用到所有这些概念。确实有一个,您可以查看案例库中电路板加热模型,如下所示。 电路板加热模型演示了热学、电气以及力学模拟概念。 这一多物理场示例模拟了加热电路器件时电热的产生、传热,以及机械应力和变形。模型用到了传热模块的固体传热接口,AC/DC 模块的电流,壳接口,以及结构力学模块的固体力学和壳接口。

模拟永磁发电机

2012年 11月 6日

永磁发电机,也称 PM 发电机,无需电池即可发电。PM 发电机由一个导线环绕的磁定子,以及一个包含永磁体的轮子组成,轮子在定子内旋转。PM 发电机可以用于多种电动机械,例如从摩托车到风电场等的应用。让我们来看一下这类发电机是如何工作的,以及如何模拟它们。


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