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延长大功率电气系统的使用寿命 中文

Samuel Hartmann, ABB Semiconductors, Switzerland

ABB 半导体借助多物理场仿真延长了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的寿命。IGBT 模块被用于大功率电气系统,并反复经历电、热及机械疲劳。ABB 团队探索了焊线与发射器之间不同的连接配置,并借此研究了针脚结合技术是否能够延长设备寿命,同时他们还使用全新的连接技术在发射器的硅晶片和铝制焊线之间焊入了一个应力缓冲器。借助数值仿真,研究人员对导致 IGBT 模块组件性能下降的因素进行了分析,并确认了加强版 IGBT 芯片大幅提升耐用性背后蕴含的物理原理。

App 开发器与 COMSOL Server:用户评述 中文

William T. Vetterling, Zink Imaging, MA, USA

William Vetterling 是美国 Zink成像公司(Zink Imaging)影像科学实验室的主管兼研究员,他借助 COMSOL Multiphysics®.中的“App 开发器”创建了一个直观易用的仿真 App。此 App 可对热敏打印头中的电流分布和加热进行计算,并清晰整齐地显示出计算结果。 Vetterling 在 App 中加入了打印头的电极数量与宽度的输入参数,又利用“表单编辑器”和“方法编辑器”工具扩展了 App 的功能。同时他还通过 COMSOL Server™ 将此 App 部署给了同事。

为建筑物提供更好的制冷与制热 中文

Eric Laurenz, Hannes Fugmann, Fraunhofer ISE, Germany

吸附式气候控制系统主要依靠废热、天然气及废气进行驱动,因此它能减少建筑物制冷与制热所消耗的电能。尽管吸附式制冷机、热泵和储热单元已实现商用,但要进行更大规模的应用,还需进一步提升该技术的效率和紧凑性,并降低生产成本。 位于德国弗莱堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems,简称 ISE)借助数值仿真和实验更深层次地理解并设计了吸附系统中的换能器,其中包括使用网状结构来增加传热表面的面积。借助 COMSOL Multiphysics® 软件,研究团队捕捉到了吸附和解吸过程的动力学特征,以及释放到建筑物中的热量。他们的工作包括模拟水蒸气和热流过多孔结构(如吸附剂)的过程,以及等温流体流动和固体中的热传导问题,这些研究帮助他们开发出了更好的换热器结构。

打破常规,实现更快的信号与模拟速度 中文

Juan C. Cervantes-Gonzalez, Intel Guadalajara Design Center, Mexico

随着对电子设备处理速度需求的不断提升及电子封装的小型化趋势,我们需要发展优化的高速互联技术,该项技术可实现电子元件之间的信号传递。在印刷电路板(PCB)中,电子封装的互联设计单元使信号垂直于电路板进行传输,并穿过多个金属和介电层。为了满足日益迫切的技术需求,互联应当被设计得更加小巧,且封装得更紧密,同时还应能够在高频下运行。 为了减少测试新的互联设计所需的原型机数量,英特尔瓜达拉哈拉设计中心(Intel Guadalajara Design Center)开发出了一种高效的计算设计优化方法:将 COMSOL Multiphysics® 的全波电磁仿真与 MATLAB® 软件的空间映射(SM)算法相结合。通过该方法,工程师能够加速互联设计的优化,并缩短设计周期,让走在时代前端的高速互联技术更快实现商用。

WiTricity 借助磁共振实现灵活的无线充电 中文

Andre Kurs, WiTricity, MA, USA

WiTricity 的工程师们研发出了基于磁共振的无线充电技术,此项技术灵活便捷,应用范围涵盖医学植入物、电动汽车和消费电子产品等各类产品。研究团队使用 COMSOL Multiphysics® 软件分析了线圈配置的电磁和热学性能,并研究了带电设备、线圈变形,以及电源与接收器间的扰动物体吸收的能量对性能的影响。结果表明,仿真能够有效协助他们对设计进行优化和验证,以及确认系统是否符合安全指导,进而可将设计拓展到多个不同的应用领域。

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 中文

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。