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模拟涉及粘滑摩擦转换的瞬态接触问题
对于许多接触问题来说，粘滑摩擦转换是一个重要现象。您可以使用结构分析对此类效应进行计算。
在 COMSOL Multiphysics® 中模拟自然对流和强制对流
无论何时，当一个加热或冷却的零件暴露在空气中，热量就会通过对流在零件和空气之间相互传递。这种空气流动可以是由空气温度变化引起的自然浮力变化形成自然对流，也可以是由风扇形成的强制对流。
模型教程：使用 COMSOL 模拟硅太阳能电池的性能
在分析半导体器件时，考虑影响其性能的多种物理因素非常重要。半导体模块是 COMSOL Multiphysics 软件的附加产品，可以帮助我们对这些复杂的器件进行建模。在本篇博客文章中，我们介绍了一个新的一维（1D）硅太阳能电池的教程模型，该模型在 COMSOL 软件内置的案例库中可以找到，也可以在 COMSOL 官网的“案例下载”页面下载。
太阳能级硅微波熔炉生产工艺的仿真与优化
对于要被视为“太阳能等级”的硅，它必须具有 99.9999％ 的纯度。 因此，需要对用于生产太阳能级硅的微波炉进行优化来提高效率。
通过仿真分析蛋糕烘焙过程中传热和传质现象
在烘焙蛋糕时，烤炉内部会发生大量复杂的传热和传质现象。近距离了解蛋糕烘焙工艺背后的艺术与科学……
COMSOL® 软件 5.3 版本大幅提升建模速度
2017 年上半年，COMSOL 发布了 COMSOL Multiphysics® 软件和COMSOL Server™ 5.3 版本。这次发布的主要亮点是核心与附加产品的性能提升。
CO2 激光器平面放电建模的多级方法
由于大功率 CO2 激光器的复杂泵浦机制，我们在分析中需要考虑许多物质和碰撞，因此，对这些器件中的等离子体特性进行建模成了一项具有挑战性的任务，而等离子体特性是这些器件优化的关键因素。应用多级方法，一名研究人员使用 COMSOL Multiphysics® 软件创建了 CO2 激光器平面放电的全三维模型。结果显示了放电的均匀性，同时为优化激光器设计提供了进一步的潜力。
如何优化电磁线圈的间距
在设计电磁线圈时，我们可能想要调整线圈的位置，以便在特定的空间区域内获得所需的磁场强度。这可以使用 COMSOL Multiphysics® 软件附加的“AC/DC 模块”和“优化模块”产品，结合参数和形状优化来实现。接下来，让我们看看如何操作。 初始线圈设计和优化问题 假设我们的任务是设计一个线圈，使沿着部分中心线的磁场尽可能接近目标值。我们在之前的博客文章中介绍过，可以通过调整每匝线圈的电流来实现，但是，文中讨论的方法要在设计方案中为每匝线圈设计单独的电流控制。其实，我们可以对整个线圈使用单一的电流控制，并沿轴向调整线圈的间距来实现。 10 匝轴对称线圈。目标是改变中心线（绿色）处的磁场。 上图所示的线圈就是我们将要分析的案例。10 匝轴对称线圈由单个电流源驱动; 也就是说，流经每匝线圈的电流相同。最初的线圈设计将直径为 1cm 的线圈间隔为 S0 = 4cm 的距离。由于线圈是轴对称结构（我们仅对关于 z = 0 平面对称的解感兴趣），我们可以使用下图所示的简化计算域。 计算模型。我们想要改变五个线圈的位置和线圈电流。 我们的优化目标是通过改变五个线圈的线圈电流和 z 位置，使沿着一部分中心线的 Bz 场尽可能接近期望值 B0。每个线圈可以移动的距离为 ，相邻线圈之间必须存在 G0 的间隙，因此第一个线圈的偏移量具有不同的下限。我们还需要对峰值电流进行约束，将电流限制在大于零的范围内。虽然从物理上讲，没有必要将电流限制在大于零的范围内，但这样做是一个很好的优化建模的技巧，因为这样可以保持受限的设计空间更小。 更正式地讲，这些陈述可以写成： \begin{aligned}& \underset{I, \Delta Z1, \ldots ,\Delta Z5}{\text{minimize:}}& & \frac{1}{L0} \int0^{L0} \left( \frac{Bz}{B0} -1 \right) ^2 d l \\end{aligned} \begin{aligned} & \text{subject to:}& & -(S0-G0)/2 \le \Delta Z1 \leq \Delta Z{max} \\end{aligned} \begin{aligned} & & & -\Delta Z{max} \leq \Delta Z2, \ldots ,\Delta Z5 \leq \Delta Z{max} \\end{aligned} \begin{aligned} & & & G0 \le (Z5-Z4) \\end{aligned} \begin{aligned} & & & […]
三轮车车架设计的力学性能分析
三轮车等人力交通工具是乘用车以外的另一种可持续出行方式，能够帮助骑行者避开人口密集地区的交通拥堵。三轮车的设计完成之前需要进行优化，确保满足安全要求，但事实证明，三轮车的复杂结构为设计的优化带来了一定的难度。为此，研究团队使用了 COMSOL Multiphysics® 软件的“结构力学模块”来有效确定三轮车车架设计中的薄弱区域。
创建可精确分析血管支架周围血流的模型
本文展示了一个涉及 CFD 仿真的生物医学案例。为了优化动脉支架周围的血液流动，您需要借助描述血流的非牛顿特性的流体模型。
通过仿真研究混凝土监测传感器的性能
混凝土的结构强度和稳定性受多个参数的影响，因此能够有效测量参数状态的方法至关重要。通过在混凝土结构中嵌入传感器可以评估混凝土的性能。为了精确地模拟这些系统，需要考虑混凝土中的复杂现象并分析它们对传感器性能的影响。
多物理场仿真助力预测微波滤波器中的热漂移
如果微波滤波器暴露在高功率载荷下和严酷的环境中，可能产生热漂移。一种预测这种多余现象的方法是使用多物理场仿真。
优化电磁线圈电流的 3 种方法
如果使用 COMSOL Multiphysics® 软件及其附加的 AC/DC 模块与优化模块进行电磁线圈设计，您将能够快速地提出优化的迭代设计。今天，我们将研究如何通过改变线圈的驱动电流来设计线圈系统，以实现所需的磁场分布，并介绍三种不同的优化目标和约束条件。如果您对线圈模拟或优化感兴趣，这篇博客将满足您的好奇心!
利用低反射边界条件模拟波的传播
模拟波的传播是一项极具挑战性的人物。您必须在减小计算域尺寸与减少表面边界的反射之间做出平衡。低反射边界条件可助您一臂之力。
通过模拟探索绿化对城市空气污染的影响
在许多人口密集的城市，空气污染逐渐成为严重影响人们健康的问题。如何减轻空气污染成为人们需要考虑的问题。其中一种方法是种植绿色植物。在使用此方法之前，必须制定有效的改善空气质量的策略，并确定最佳的实施方案。为此，研究人员使用 COMSOL Multiphysics® 软件创建了一个模型，以了解不同类型的绿色植物如何减轻城市的空气污染。 播种植物种子以改善城市峡谷的空气质量 你是否曾经走在城市街道上，感觉自已被周围的高楼大厦环绕，显得自己很渺小, 就好像走在一个人工建造的峡谷上一样。这种类型的环境有个名字：城市（或街道）峡谷。当街道两旁都被高高的建筑物包围时，就会形成一个类似于峡谷的环境，即城市峡谷。 城市峡谷的入口。图片由 Kanwar Sandhu 提供自己的作品。通过 Flickr Creative Commons 在 CC BY-SA 2.0 下获得许可。 在人口密集地区的城市峡谷中，空气污染是一个大问题。根据 世界卫生组织（WHO）的数据，在监测空气污染城市地区生活的人们，有80％以上地区的空气质量水平超过了 WHO 的限制。如此糟糕的空气质量可能导致城市居民面临各种健康问题。为了解决这个问题，需要制定以减少空气污染和恢复空气质量为重点的城市规划和设计策略。其中一种可能的方法是在城市峡谷中增加植被和绿化。 沿城市街道的树木。图片由 La Citta Vita 提供自己的作品。通过 Flickr Creative Commons 在 CC BY-SA 2.0下获得许可。 植被可以吸收和保留细微的尘埃颗粒和气体污染物，影响污染物的沉积和扩散，从而改善空气质量。在城市峡谷中增加绿化还有其他好处，比如改善建筑能效，减少城市的热岛效应以及管理雨水径流等。此外，绿色植被在美学上也可以让人感觉心情愉悦。 虽然最新的研究已经确定了通过种植绿色植被来改善空气质量，但在实施之前，还需要更多了解一些有效性和用途的信息。例如，植被的大小，形状和单个植物的特征（如叶片大小和孔隙率）都会影响其有效性。 基于此需求，热那亚大学（ Genova University ）和博洛尼亚大学（ Bologna University）的研究人员进行了一项模拟研究，以了解绿色植物如何减少城市峡谷的空气污染。同时，他们还比较了不同类型的绿化和风速对城市空气质量的影响。下面，让我们来看看他们的工作成果。 模拟研究绿色植物对城市空气污染的影响 研究小组利用 COMSOL Multiphysics® 软件的CFD模块，模拟了一条 20米宽，100 米长的直路，其两侧被连续的建筑物包围，如下图所示。这些建筑物的高度均为 20 米，在下图以浅灰色显示。在他们的分析中，由于对称性，该团队只需要考虑几何模型的一半。 空气从入口（标记为1）流入模型，并沿道路的主轴线移动，然后从出口（标记为2）流出。为了帮助减少因绿色植物造成的污染，我们假设进入的空气是无污染的。 城市峡谷模型的几何形状。图片由 S.Lazzari，K.Perini，E.Rossi di Schio 和 E.Roccotiello 拍摄，摘自其 COMSOL用户年会2016慕尼黑论文。 为了进一步简化其模型，研究人员没有考虑汽车在城市峡谷内流动所造成的破坏。然而，这并不意味着汽车被完全忽略掉了。由于乘用车是道路污染的主要来源，该团队把这方面的研究重点集中于一种主要的汽车污染物：二氧化碳（CO 2）。该污染物在体积 V c（图上用红色表示）内均匀生成，并通过对流和扩散进行传输。该体积位于道路中间，宽度为5 米，高度为0.5 米。 绿色植物被模拟为被空气饱和并能够吸收污染物（稀物质）的达西多孔介质。通过改变孔隙率和渗透率以及还原反应的值，该团队可以根据所需的植物种类调整模型。这种灵活性使他们能够很容易地研究不同的植物种类和绿化形状。例如，在这项研究中，他们分析了两种不同的绿化形状： 厚度为 0.3 米的连续绿色立面 高 1.5 米、宽 1 米的连续树篱 除了这两个几何形状外，还使用了第三个几何图形 ——“透明”峡谷（有污染但没有植物）来进行比较。 显示连续绿色立面（左）和树篱（右）的几何形状截面图。S. Lazzari，K。Perini，E。Rossi di Schio和 E. Roccotiello 的图像，摘自其 COMSOL 用户年会 2016 慕尼黑论文。 分析绿化形状和入口处风速对空气污染物浓度的影响 利用该模型，研究小组比较了入口速度分别为 0.5 […]
如何针对任意几何的场进行后处理
一起学习一项实用的建模技巧：在后处理过程中进行积分，从而查看任意几何子区域内的模型结果。
通过仿真预测护岸结构的变形
居住在水道附近的人们可以通过修建堤坝来避免洪水带来的破坏性影响，护岸结构可以使堤坝更加安全。然而，土壤压力、水位波动和地下水渗漏等因素会导致护岸结构变形并最终倒塌。为了更好地理解这个问题，研究人员模拟了位于中国长江内的护岸结构，从而能够预测结构的位移和变形。
借助基准模型验证多体动力学模块的可靠性
“含装配缺陷的四杆机构”基准模型支持对柔性体进行多体动力学分析，从而验证“多体动力学模块”的可靠性。
借助仿真设计高 G 值加速度计的传感器封装
为了设计高 G 值加速度计的压电传感器封装，研究人员进行了多物理场分析，然后参照实验数据对仿真结果进行了验证。
利用仿真技术设计和优化 MRI 鸟笼线圈
一个核磁共振鸟笼线圈应该在病人的头部周围有一个优化的磁场分布。使用射RF仿真，我们可以设计这样的生物医学系统。
使用仿真探讨黏性悬链线问题
近年来，黏性悬链线问题已引起学术界在理论和实验研究方面的兴趣，因为这个丰富的现象在工业有着重要的应用。利用 COMSOL Multiphysics® 软件的灵活性，我们可以获得对复杂问题（如黏性悬链线问题）的基本了解，并验证已有分析中所作假设的有效性。
利用集总参数建模分析助听器接收器
模拟完整的助听器系统需要占用大量计算资源。集中参数建模能够帮助您将系统组件耦合到测试装置中，从而方便验证。
使用 Excel® 和 Visual Basic® 构建 COMSOL Multiphysics 模型
了解如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中基于 Excel® 电子表格软件中的数据构建模型。 包含屏幕截图和代码的指南。
模拟腐蚀分析中具有非理想连接性的电极
了解进行腐蚀分析的适当边界条件，其中电极与外部短路相连。