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在 COMSOL Multiphysics® 中模拟自然对流和强制对流
无论何时,当我们将一个热的或冷的零件暴露在空气中时,热量就会通过对流在零件和空气间相互传递。由于空气温度变化引起自然浮力变化进而形成自然对流,空气也可以通过风扇形成强制对流。
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。