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利用集总参数建模分析助听器接收器

2017年 3月 17日

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。

腐蚀分析中的电极和外部短路建模

2017年 3月 14日

在腐蚀分析中,我们经常研究的腐蚀表面所具有的电气连接可不像控制电流或电压那么简单。相反,电极表面可能直接短路连接到另一个电极,例如单桩与过渡连接件之间的电气连接。在本篇博客文章中,我们将讨论如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中使用适当的边界条件来描述这些电极和外部短路。

通过多物理场仿真模型分析反向电渗析装置

2017年 3月 10日

反向电渗析是一种有前途的可再生能源,但对其进行分析可能是一个极具挑战性的过程。将盐差能转换为电流时发生的物理现象会影响反向电渗析装置的性能。为了解决这个问题,一个研究团队采用了一种新颖的方法在 COMSOL Multiphysics® 软件中模拟了此类系统。

模拟超导磁体中的电热瞬变

2017年 3月 9日

为了设计粒子加速器——比如欧洲核子研究组织建造的大型强子对撞机——中的超导磁体,研究人员需要模拟并优化电热瞬变效应。

电厂锅炉设计中的辐射传热仿真分析

2017年 3月 6日

为了研究电厂锅炉的炉膛,您需要考虑辐射效应,而这种效应难以通过解析或实验研究的方式实现分析,仿真可助您一臂之力。

如何在 COMSOL Multiphysics® 中计算几何对象间的距离

2017年 3月 2日

如何在 COMSOL Multiphysics® 中计算两个变形的几何对象之间的距离?欢迎阅读文章。

借助转子动力学分析比较各类液体动压轴承

2017年 3月 1日

借助“转子动力学“模块,您可以对不同类型的液体动压轴承的载荷能力进行比较,借此判断哪一种轴承最适合您的研究领域。

如何由计算解实现傅立叶变换

2017年 2月 27日

之前我们学习了如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中计算 Fraunhofer 衍射模型中矩形孔径的傅里叶变换。在该案例中,孔径是作为一个解析函数给出的。如果用于傅立叶变换的源数据是计算得到的解,那么变换过程会有所不同。在本篇博客文章中,我们将学习如何由菲涅尔透镜(Fresnel lens)电磁模拟的计算解实现傅立叶变换。 用傅立叶光学进行傅立叶变换 在仿真中实现傅里叶变换可用于傅里叶光学、信号处理(用于频率模式提取)以及通过图像处理进行降噪和滤波等。在傅立叶光学中,菲涅尔近似是计算衍射孔径附近场的近似方法之一。假设衍射孔位于 z=0 的 (x,y) 平面,在 (u,v) 平面,距离衍射孔径 z=f 处的衍射电场可由下式计算 E(u,v,f) = \frac{-1} {i\lambda f} e^{i2\pi f /\lambda} e^{-i\pi(u^2+v^2)/(\lambda f)} \iint_{\infty}^ {\infty} E(x,y,0)e^{-i \pi(x^2+y^2)/(\lambda f)}e^ {i2 \pi (xu+yv)/(\lambda f)} dxdy,   其中,\lambda 是波长,E(x,y,0), \ E(u,v,f) 分别代表 (x,y) 平面和 (u,v) 平面的电场。(有关更多详细信息,请参阅参考文献1) 在该近似公式中,通过对入射场乘以二次相位函数 {\rm exp}{-i\pi (x^2+y^2)/(\lambda f)} 进行傅立叶变换来计算衍射场。 相位函数的符号约定必须遵循电场的时间相关性的符号约定。在 COMSOL Multiphysics 中,电磁场的时间相关性具有以下形式:{\rm exp} (+i\omega t)。因此,二次相位函数的符号为负。 菲涅尔透镜 现在,我们来看一个菲涅尔透镜的例子。除了其弯曲表面外,菲涅尔透镜是一种规则的平凸透镜,它沿透镜高度在每 m\lambda/(n-1) 倍数处都向平边折叠,其中 m 是整数,n 是透镜材料的折射率。这就是 m 阶菲涅尔透镜。 表面沿光传播方向移动此特定高度只会改变光的 2m\pi 相位(粗略地说,在傍轴近似下)。因此,折叠透镜基本上会在远场再现相同的波前,并表现得像原始的未折叠透镜一样。其主要的区别在于衍射效应:普通透镜基本上不显示任何衍射(如果没有通过硬光阑产生的渐晕现象),而菲涅尔透镜由于表面不连续和内部反射,在主光斑周围总是会显示出小的衍射图样。 当菲涅尔透镜被数字化设计时,透镜表面由离散层组成,使其外观呈阶梯状,这被称为多级菲涅尔透镜。由于阶梯具有平坦的部分,因此除了高阶衍射之外,多级菲涅尔透镜的典型衍射图案通常还包括零阶背景。 波士顿的一座灯塔中的菲涅尔透镜。图像由 Manfred Schmidt 提供-自己的作品。通过Wikimedia Commons在CC BY-SA 4.0下获得许可。 […]


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