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COMSOL-News-Magazine-2017
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COMSOL-News-Magazine-2016

漏磁检测的仿真

Oliver Nemitz
Salzgitter Mannesmann Forschung, Duisburg, Germany

Salzgitter Mannesmann Forschung (SZMF) 主要负责为领先的管道制造公司 Salzgitter Group 提出测试方法。在重钢管的制造中,重点是保证质量,通过使用大磁铁确定缺陷(漏磁探伤)进行无损检测(NDT)可以保证这一点。 Oliver Nemitz ...

基于仿真的工程学鼓励创新发明

Ozgur Yildirim and Zihong Guo
Intellectual Ventures
Bellevue, WA

基于仿真的工程学是缩短创新技术上市时间的关键。Intellectual Ventures 位于华盛顿州贝尔维尤,是 COMSOL Multiphysics 软件的受益者,他们使用软件加快了工作流程,从设计研究到设计样机,再到通过各种合作伙伴关系和许可程序向其客户介绍自己的发明。其中已经使用 ...

模拟脊髓电刺激治疗中的疤痕效果

Kris Carlson, Dr. Jay Shils & Dr. Jeffrey Arle
Lahey Clinic
Burlington, MA

Lahey Clinic 的 Neuromodulation Group 进行了一项基于脊髓电刺激治疗(SCS)的研究。SCS 主要包括植入一系列将电位施加给脊柱的电极及干扰疼痛信号回路。主要可用于缓解慢性腰腿痛。虽然多年以来这种治疗方法一直有效,但电极必须通过反复试验法重新编程 ...

通过均匀涂层优化加热工艺

Mika Judin
Rautaruukki Oyj
Hämeenlinna, Finland

Rautaruukki Oyj 主要为建筑及机械工程行业提供基于金属的元件和系统,这里的工艺工程师 Mika Judin 正致力于优化涂层技术。在为轧制金属涂漆时,重点是对涂层进行涂覆,使其不会脱色或损坏,而且要均匀涂覆。因此对传热需要充分理解。 Judin 使用了 COMSOL Multiphysics 软件来确定三维模型中干燥工艺期间涂料的热传导率,然后通过得出的信息模拟整个烘箱干燥工艺。模型考虑了传热、液体到蒸气相变以及液固相变。 他的分析实现了对烤箱设置进行微调,同时还可以给涂料生产商提供反馈意见。他还能使用模型在不同运营商运行的整个轮换过程中实现产品的高度均匀性和高质量。

水幕的科学

Ehrich Shaw
Johnson Screens
New Brighton, MN

Johnson Screens® 是钢网制造商,钢网主要用于阻碍湖泊和河流中的碎片进入用水管道和阀门。他们的任务是提供必须根据操作环境定制的应用程序特定的钢网。通常,这意味着要考虑到它们除碎片的特性,钢网将被放置的深度以及路过野生动物的身体健康。 使用 COMSOL Multiphysics 软件,Ehrich Shaw 能够模拟计算流体动力学(CFD)和任何特定钢网的结构力学特性。此外,还允许他模拟水周期性浪涌(称为波加载)对钢网的冲击力,同时还可以模拟钢网清洁(通过空气的短脉冲进行)。他们的分析能够为初始设计和性能提供精确的模型,而无需创建物理模型或原型。

造型多变的润滑剂

Robert Ian Taylor
Shell Global Solutions
Cheshire, UK

英国 Shell Global Solutions 正在为燃油经济性而对润滑油进行研究。润滑剂在减少摩擦和提高能效之间始终无法取得平衡,而且低摩擦润滑剂中的油膜越薄产生的磨损越高。此外还有很多具有极高压力的接触点,这增加了润滑剂的粘度,使金属表面发生弹性畸变从而促进润滑。 Shell 采用 COMSOL Multiphysics 软件来解决复杂的润滑问题。COMSOL 允许 Shell 在不使用现存专有代码的情况下开发模型,从而简化模型的维护和改进。

通过减少反应球体重量为额外的卫星负荷制造机会

Leopoldo Rossini, Emmanuel Onillon, & Olivier Chetelat

CSEM SA, Neuchatel, Switzerland

CSEM 是一家私有的应用研究开发中心,专门研究微技术、系统工程、微电子和通讯技术。他们最新的一个项目是研究在发射卫星将其送入轨道(每千克€15,000)时,最大限度地减少卫星姿态控制系统的重量,因为每克负荷都会产生重大影响。CSEM 希望通过用多轴反应球体代替四个传统的单轴反应轮子来完成这个任务。球体将是覆有永久磁铁的铁球,并通过由多个电线圈产生的磁场使其与磁悬浮保持在适当的位置。球体将作为转子,加速任一轴并增加扭矩。使用 COMSOL Multiphysics 软件及其 LiveLink™ for MATLAB® 模块,可以对分析模型的初值精细微调进行优化。此外,该模型还将实现对设计进行测试,而之前一直无法使用解析法对设计进行测试。初步设计已创建完成,CSEM 希望用较轻的材料取代铅。

电池仿真推动中国电动汽车发展

Dr. Songrui Wang

Tianjin Institute of Power Sources, Tianjin, China

Songrui Wang 博士是天津电力研究所的研究员,主要从事电池测试和评估并提出安全性设计建议。锂离子电池正迅速成为最受欢迎的一类电池,主要用于汽车、移动设备和许多其他应用中,于是她分析了与锂离子电池相关的潜在火灾危险的风险。 使用 COMSOL Multiphysics 软件创建模拟绝热条件下锂离子电池热性能的模型,其中将传热与电化学反应耦合。该模型无需进行大量危险繁琐的实验,为研究所及其合作伙伴节省了资金,同时也节省了对设计进行分析的时间。王博士的分析让她可以优化电池几何形状并研究材料的热性能,同时使她能了解电池组的安全问题并提高认识。

通过单孔抽水和注水

Prof. Martin Sauter, Ph.D Student Yulan Jin, and Assoc. Prof. Ekkehard Holzbecher
Georg-August-University, Göttingen, Germany

Martin Sauter 博士教授带领着哥廷根大学的研究组进行了水文地质研究。在与领先的德国脱水公司 Hölscher Wasserbau 合作中,该小组一直在研究 düsensauginfiltration(DSI),这是一种可以在采矿或建筑工地降低地下水位的技术。 按照惯例,脱水包含将水运离工地的运输过程,而 DSI 可以使水保持在附近,通过抽吸操作降低水位。这对当地的生态系统的影响较小且成本较低,但它尚未被完全认同。 他们用 COMSOL Multiphysics 软件求解含水层的压力分布和变形。该模型允许研究组对 DSI 和经典方法进行比较,以便更好地选择符合特定场地条件的技术。研究组希望能够制定 DSI 的使用和优化准则,这样未来在工作场地便可以节省时间和精力。

表面等离子体共振

Sergei Yushanov, Jeffrey S. Crompton, Luke T. Gritter, and Kyle C. Koppenhoefer
AltaSim Technologies
Columbus, OH
USA

表面等离子体共振(SPR)由表面等离子体产生,因为任何两个材料之间存在相干电子振荡,而介电函数的实部会改变整个表面上的信号。SPR 技术是基于入射光透入一个表面上的电磁场分量,也可用于检测表面上的分子吸附。

等离子体激发通常存在两种配置:Kretschmann-Raether 配置(其中一个薄金属膜置于电介质和空气之间,而且入射波来自电介质一侧)和 Otto 配置(其中电介质和金属之间存在气隙)。使用 COMSOL Multiphysics 软件,可以对电磁场上的 SPR 效果进行定义,这样有利于表面污染物和纳米光子器件的测量。