这里您可以找到来自全球领先的高科技企业和研究机构的成功案例,发掘利用多物理场仿真技术在各个应用领域(包括电气、机械、流体和化工等)设计的创新性产品。请使用“快速搜索”来查找与您的专业领域相关的案例,了解如何使用多物理场仿真来改进生产工艺。

您可以在最新一期《COMSOL News》中阅读更多用户故事 在浏览器中查看

中文带有此标签的案例中包含中文 PDF 文档


雀巢里的甜蜜仿真 中文

William Pickles, Nestlé, York, UK

从巧克力、威化到谷物食品的生产,来自英国约克雀巢产品技术中心(约克 PTC)的工程师们正依赖一组建模与仿真工具简化雀巢糖果类产品的生产工艺,并交付包含精确营养成分的产品。借助 COMSOL Multiphysics®,雀巢的工程师团队能够改进三大产品:用于制作糖果棒的巧克力浇注机、威化烤盘以及用于同时烘焙和分类谷物食品的挤出机。

太阳能工业中的仿真应用 中文

Julian Givernaud, EMIX, France

EMIX 的工程师使用数值分析对光伏级硅及光伏电池制造工艺的各个方面进行了表征和优化,其中包括降低了硅晶圆的成本以及针对 PV 应用提升了硅的纯度。通过模拟多尺度电磁和三维连铸工艺,EMIX 团队有效地提高了熔化效率,并减少了试炉中的测试次数。

精益求精:对完美测量的追求 中文

Erling Olsen, Søren Andresen, Brüel & Kjær, Denmark

Brüel & Kjær 致力于研发制造用于分析声音和振动的换能器、麦克风及其他仪器和软件,他们通过使用数值仿真最大限度地提升了设备的精度和准确度。Brüel & Kjær 的工程师们使用仿真对热应力和谐振频率进行了评估和模拟,并开发出了多种电容式麦克风,产品涵盖了从次声到超声的各个频段。 仿真还被用于检验 4134 型电容式麦克风的膜片变形,以及确定通气孔对低频声音测量的影响。Brüel & Kjær 的研发工程师还模拟了振动换能器,以确保设备与振动频率一致时不会发生共振。

从电子表格到多物理场 App,ABB 持续助力变压器行业

Mustafa Kavasoglu, Romain Haettel, and Anders Daneryd, ABB CRC, Västerås, Sweden

在经过高压传输线时有时会听到嗡嗡声,这是调节电压水平的变压器发出的声音。标准性能和安全规范要求这个噪音水平控制在某一范围内。 本故事中,我们将了解 ABB CRC 的团队工程师如何利用 COMSOL Multiphysics® 仿真软件来评估他们的变压器设备在声学、力学以及电磁方面的性能。除了使用数值分析来优化变压器设计并将噪音降至最低,这些研究人员还利用 COMSOL Multiphysics® 中的 App 开发器来为 ABB 的其他团队创建仿真 App。由此 ABB 的其他工程师可根据他们的初始仿真来运行研究,从而在整个公司范围内开展虚拟测试。

优化复杂建筑表面的效能 中文

Andrew Watts, Carmelo Galante, Fabio Micoli, Newtecnic, London, UK

Newtecnic 的工程师们致力于复杂的建筑设计,专门研究大型流体造型建筑。为了满足这些建筑的效能目标与结构完整性的要求,Newtecnic 必须评估不同设计的机械性能和导热性能,并确定诸如环境影响、通风、保温系统、以及不同材料的相互作用等这些外界因素的影响。 COMSOL Multiphysics® 仿真软件能够帮助 Newtecnic 团队理解不同建筑设计的导热和结构性能,例如不同的设计结构对于复杂表面系统的温湿性能将会产生怎样的影响。

集成传感器设计进一步提升血糖监测水平 中文

Harvey Buck, Roche Diagnostics Operations, Inc., Indianapolis, IN, USA

糖尿病患者使用血糖监测试纸监测血糖;这些试纸受化学干扰以及环境条件的影响非常大。其制造过程和电极配置也会影响测试结果的准确性。罗氏诊断产品(美国)有限公司的研究员们使用多物理场仿真来分析血糖仪中的化学反应和电压响应。 罗氏的首席科学家 Harvey Buck 使用 COMSOL Multiphysics 研究试纸中用到的不同配置和材料。他在样本催化的化学反应过程中,分析了施压后的电响应。通过数值仿真,他预测出了电阻抗测量值对传感器机械性能的影响。他还优化了电极配置,使仿真结果受样本中细胞比率的影响最大,而受制造公差的影响最小。这些仿真结果有助于罗氏的研究团队更好地理解他们在血糖监测上所做的集成传感器设计。

多尺度建模推动三维打印中的虚拟材料设计的进步 中文

Marco Barink, Erica Coenen, TNO, Netherlands

由于材料制造和生产方式方面的限制,产品设计时难以利用三维打印材料中各向异性特性的优势。不过,増材制造为材料制造打开了一扇大门,工程师们可以将各种材料属性虚拟设计到一个单独的产品中去。荷兰应用科学研究院 (TNO) 的研究员们使用了多物理场仿真和多尺度建模来研究虚拟材料设计。 要开发一个程序以在三维打印结构中运用各向异性设计,研究员们使用了 COMSOL Multiphysics 研究单元细胞中的力学性能,控制各向异性纤维的材料属性与方向,并优化局部材料的分布,从而得到所需的总体属性。为了在较大范围内研究材料的设计,他们从单元细胞中提取了材料参数,用于原尺寸三维打印对象的模型,并在多种不同应用情况中将全耦合多尺度建模的方法成功地应用到几何与材料设计中。

借助仿真 App 优化 3D 打印技术 中文

Borja Lazaro Toralles, MTC, Coventry, UK

近年来,3D 打印彻底变革了制造技术,影响了无数的行业与产品。位于英国考文垂的制造技术中心 (MTC) 最近优化了定型金属沉积 (SMD) 技术,这是一项主要用于工业用途的 3D 金属打印技术。不同于其他常见的增材制造技术,SMD 技术会在表面一层层地沉积熔融的金属薄层,因此支持在一个部件中同时使用多种材料。但由于金属的温度极高,打印时最终成品可能会发生变形。 MTC 的工程师借助 COMSOL Multiphysics 的 App 开发器创建了仿真 App,因此能够在生产前先行预测最终部件的几何。即使 MTC 的团队成员和程师没有任何仿真经验,现在也可以借助 App 来探索不同的部件及测试设计,从而确定所需部件的最佳沉积工艺。仿真 App 加速了这项技术在工业市场的商用进程。

帮助汽车零件抵御腐蚀破坏 中文

Daniel Höche, HZG, Germany; Nils Bösch, Daimler AG, Germany

当不同金属的接触表面发生劣化时,就会发生电偶腐蚀,这类腐蚀每年都会给汽车行业造成数十亿美元的损失。不同金属组合的反应会受到材料属性、表面粗糙度以及组件连接技术的影响。 德国亥姆霍兹联合会 (HZG) 和戴勒姆集团 (Daimler AG) 的研究人员开发了 COMSOL Multiphysics App 来研究在轿厢壁板处的汽车零件中发现的腐蚀。研究人员借助仿真分析了铆钉表面的电化学反应、金属板材的腐坏,并理解了几何对腐蚀过程的影响。他们还模拟了钢板的脱层及不同金属层之间裂隙的生长,评估了阴极膜随镀锌被消耗的表现。理解了这些电化学行为之后,他们将能为 HZG 和戴勒姆集团的工程师们提供有关如何改进汽车零件的腐蚀防护的关键信息。

将生物燃料变为低成本可再生能源 中文

Peter Ciesielski, NREL, CO, USA

热解是一种正处于试商用阶段的热化学工艺,它能够将木材等可再生植物性材料转化为液体生物燃料。为了将热解变为一种低成本的生物燃料转化方法,美国国家可再生能源实验室 (NREL) 正借助多物理场仿真来更好地理解及优化这一工艺。目前,他们已经使用 COMSOL Multiphysics® 开发了一款与热解相关的传热及传质计算模型,模型包含了至今为止最精确生物质颗粒几何。后续可以在模型中加入化学反应及相变来继续改进这一工艺,以便开发一个完整的热解模型来提升大型反应器的性能,为生物燃料的大规模生产扫清成本障碍。