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压电换能器

在一个相控阵麦克风的结构体中嵌入一系列堆叠的层状压电晶片,并按行排列。层之间的空隙形成切口,行以周期性排列,或带一定倾角。本例使用“声学模块”提供的功能,模拟周期性结构中的一个组,求解由换能器产生的声压以及结构在电负载作用下的变形。

毛细管填充 – 水平集方法 中文

这是一个模拟狭长的毛细管通道由于表面张力和壁的粘附作用而产生填充的瞬态模型。毛细管通道内初始时充满空气。当连接到一个蓄水槽时,张力导致水进入毛细管。模型中的接触角,即水的表面和壁之间的夹角,固定为 67.5 度。此模型可以使用水平集方法或相场方法追踪流体交界面进行求解。本例中使用水平集方法。

血管网络中的流-固耦合

此模型描述幼儿血管系统的一部分,即主动脉上部。血管嵌入生物组织(心肌),在血液流动过程中,内表面受到压力作用,血管壁因此发生变形。 完整的分析包含相耦合的两个不同过程:计算血液中的速度场和压力分布(时间和空间上可变)的流体动力学分析以及计算组织和动脉变形的机械分析。假定材料呈非线性,并使用超弹性模型。

声-结构相互作用 中文

与膜、板或实体等结构物体耦合的液体或气体声学在许多工程领域中都有着重要的应用。 此模型是与实体对象耦合的三维声学流体现象的一般演示。实体对象壁受到声压的影响,模型计算实体的频率响应,然后将其反馈回声学域,便于分析波型。因此,此模型成为散射问题的一个很好的示例。

红细胞分离 中文

介电粒子在非均匀电场中受到外力作用时,会发生介电泳 (DEP)。DEP 在生物医学设备方面有许多应用,可用于生物传感器、诊断学、粒子操控和过滤(排序)以及颗粒组装等。

介电泳力的大小与粒子的大小、形状和介电属性有关。这一特性使 DEP 可用于分离不同的粒子,例如从混合物中分离各种细胞。此模型显示如何从血样中有选择地过滤出红细胞,使其与血小板分离。

在 DEP 过滤装置中,由于红细胞比血小板大,因此受到的力更大,更容易发生转向。该装置有两个出口,未发生转向的粒子从上方出口离开,发生转向的粒子从下方出口离开。

该 App 允许改变红细胞和血小板的特性以及电场。

三维永磁电机 中文

永磁 (PM) 电机用于许多高端应用,例如电动汽车和混合动力车辆,其中一个重要的设计局限是磁体对高温非常敏感,高温可能由电流(尤其是涡流)导致的热损耗而引发。 本教学案例对 18 极永磁电机进行三维建模,以准确捕获永磁体中的涡流损耗。几何结构的中心部分(包含转子和一部分气隙)被模拟为相对于定子坐标系旋转。模型利用扇区对称和轴向镜像对称来减少计算量,同时仍确保捕获此设备的全三维特性。 还使用一个因变量来计算和存储磁体中涡流损耗密度的时间积分,结果稍后可用作单独传热分析中的分布式时间平均热源,其中的热时间尺度通常比涡流损耗大得多。 请阅读相关博客文章,了解有关本例的更多细节:“[捕获永磁电机设计中的涡流损耗](/blogs/capturing-eddy-current-losses-in-a-permanent-magnet-motor-design/)”。

灯泡内的自然对流 中文

此模型模拟灯泡内氩气的自然对流,介绍了传热(传导、辐射和对流)与因温度引起的密度变化而产生的动量传递(非等温流动)之间的耦合。 COMSOL Multiphysics 模型可以确定灯泡外表面的温度分布,以及灯泡内的温度分布和压力分布。

喷墨打印机 中文

喷墨最初发明用于打印机,现已用于其他应用领域,如生命科学和微电子领域。仿真有助于增进对流体流动的了解,还可以预测用于特定应用的喷墨的最佳设计。 此 App 演示如何调整喷墨打印机喷嘴的形状和工作方式以达到所需的墨滴大小,具体取决于注入液体的接触角度、表面张力、粘度和密度。结果还表明注入的体积是否会先分解成多个墨滴,然后在基板上合并形成最终墨滴。 采用不可压缩纳维-斯托克斯方程及表面张力来模拟流体流动,使用水平集方法追踪流体界面。

相变 中文

本例演示如何模拟相变并预测相变对传热分析的影响。当材料发生相变(例如从固体变为液体)时,能量将被添加到固体,这种能量不会导致温度升高,而会改变材料的分子结构,相变的潜热方程在许多文章中都有出现,但它们的实现并不规范。相变所消耗或释放的热量会影响流体的流动、岩浆运动和生成、化学反应、矿物稳定性及许多其他地球科学方面的应用。 该一维示例使用“传热模块”中的“多孔介质传热”接口分析冰柱加热变成水过程中的瞬态温度传递。模型着重演示了如何处理随温度变化的材料属性。 建模过程如下所述。首先,使用包含融化潜热的瞬态传导方程估算冰变为水的相变过程。接下来,将第一个解与忽略潜热情况下的解进行比较。最后,运行其他仿真来计算发生相变的温度区间的影响。

承载弹簧 - 使用全局方程满足约束条件 中文

本教程示例演示在含弹簧的结构力学模型中,通过一个全局方程求解为达到期望的弹簧变形所需的载荷大小,这是一种更通用的方法。