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Multiphysics Simulation 2017 China

站在助听器研究领域的前沿 中文

Brenno Varanda, Knowles Corporation, Illinois, USA

据报道,美国总人口中有近 20% 在听力方面存在障碍。在普通人眼中,助听器并不显眼,而且表面看上去很简单,但实际上助听器的开发离不开复杂、耗时、计算量极大的研究工作。助听器行业迫切需要能够加速研发的简单换能器模型,快速响应消费者的需求。楼氏(Knowles)电子公司借助 COMSOL Multiphysics® 实现了这一目标。研发人员将简化后的“黑盒子”受话器电路模型与声振系统模型相互耦合,大大缩短了性能优化所需的时间,更快地将原型机推向市场。

演绎最动听的旋律:当新型换能器遇见静电耳机 中文

Brett Marmo, Xi Engineering; Martin Robert, WAT, UK

相比于传统的动圈式耳机,静电换能器的清晰度高、总谐波失真小、频率范围大,成为了市场追捧的高端产品。然而此类换能器对制造加工精度的要求极为严苛,因此售价过高,难以进入更广阔的主流消费市场。华威音频技术有限公司(WAT)借助多物理场建模和仿真 App 开发了一款易于制造的静电换能器。工程师在仿真模型中耦合了结构-MEMS-声学现象,从而捕捉到耳机中高精度静电层压材料(high-precision electrostatic laminate)换能器的高度非线性行为,并对其性能进行了优化。

操控声音:仿真助力声学超材料的前沿研究 中文

Steve Cummer, Electrical and Computer Engineering Department, Duke University, USA

美国杜克大学的研究人员借助数值模拟进行超材料的声学隐形结构的研究工作。电子与计算机工程系的 Steve Cummer 教授解释说,他们借助数值仿真对声学超材料的设计进行优化,然后再将它转化为现代制造技术并进行实验测试。利用 COMSOL Multiphysics® 软件,Cummer 和他的团队能够加速设计迭代,最终确定了可通过调整哪些因素来达到特定目标。

让世界充满光:OLED 的广阔前景 中文

Leiming Wang, Konica Minolta Laboratory, USA

随着市场对轻量级柔性电子产品需求的持续增长,推动了对轻量级柔性的光源的需求。有机发光二极管(OLED)因其特有的弹性而备受瞩目,却在亮度和节能方面稍显逊色。柯尼卡美能达(Konica Minolta)公司的研究人员们正在全力以赴地降低这些不利因素的影响,并减少 OLED 设计中的光损失。借助 COMSOL Multiphysics® 软件,他们模拟了一系列纳米结构阴极几何中的电磁场和发光分布,最终确定了最优配置,并找到了将光损失减少一半的方法。

从纳米天线到外太空卫星,电子发射实现高效发电 中文

Pierfrancesco Zilio, IIT, Italy

意大利技术研究所(Italian Institute of Technology)和欧洲航天局(European Space Agency)正在合作开发基于电子发射技术的发电系统,有望为外太空设备或植入式医疗装置供电。 他们借助 COMSOL Multiphysics® 软件完成了多项研究,光子增强热电子发射(photon-enhanced thermionic emission)太阳能电池的组合,在这个发电装置中, 电子从受热半导体中逸出而形成了热导电子流。

使用定制 App 获取电子设备的热特征 中文

Giuseppe Petrone, BE CAE & Test, Italy

COMSOL 的认证咨询机构 BE CAE & Test 创建了一个表征表面贴装器件的热模型,并通过 COMSOL Multiphysics® 提供的“App 开发器”将模型封装为仿真 App,最终将其交付给客户,供其深入研究系统。用户非常满意能使用这样一款可用于系统分析的交互工具。 在仿真 App 中,终端用户可以反复修改焊层和硅芯片的材料、焊层厚度和耗散的能量,进而研究它们对最高的结温度和结壳热阻产生的影响。

多物理场分析帮助保存历史遗迹 中文

Jos van Schijndel, CompuToolAble and Eindhoven University of Technology, Netherlands

Jos van Schijndel 是荷兰咨询公司 CompuToolAble 的创始人,同时也是荷兰埃因霍温理工大学的助理教授,他的专业领域是对影响建筑性能的物理场进行数值模拟。他选择使用仿真 App 为客户提供服务,还将它作为辅助工具引入到大学课堂中。 对于那些从未使用过仿真软件或由于没有相关技术背景而不能独立创建模型的最终用户来说,App 让他们能够独立运行虚拟测试。在大学课堂中,App 为学生提供了非常好的起点,让他们对数值分析和基于物理场的系统有了初步的了解。

使用疏水网技术进行溢油清理 中文

Jorge Molinero, Amphos 21, Spain

Amphos 21 的工程师借助数值仿真来测试新型疏水网,以应对不同的漏油状况。疏水网由不锈钢或铜制成,表面涂有疏水性聚合物,可将油引入并排除水分。在 COMSOL Multiphysics® 软件中,他们将疏水网模拟为一种多孔介质,并耦合了两相流,由此计算出含油饱和度、油和水的流量速率,以及渗入网内的油中含水的比例。他们随后将模型封装为 App,方便终端用户测试疏水网在不同状况中的表现。

晃动、震颤和摇摆 中文

Finn Løvholt, Norwegian Geotechnical Institute (NGI), Norway

挪威岩土工程研究院(Norwegian Technical Institute)是一家国际性的研究及咨询中心,主要研究由次声波引起的建筑振动。他们的目标是提出减轻低频声波的敏感度、干扰水平以及对人体的危害的对策。研究人员创建了一个 COMSOL Multiphysics® 模型来捕获撞击及穿透建筑物的低频声波。借助 COMSOL® 软件,他们能够反复修改相关的参数,查看室外声学与室内结构动力学的相互作用。他们还捕获了声波在一个很大的范围内所产生的共振。随后,团队利用物理测试对仿真进行了验证。

数值仿真提升天然气管道的压扁阻断标准 中文

Oren Lever, Energy Delivery & Utilization, Gas Technology Institute, USA

美国燃气技术研究院(Gas Technology Institute,简称 GTI)是天然气研究、开发与培训等领域的领导者,他们研究了天然气管道压扁阻断长度的行业标准,希望借此简化管道的维护工作。压扁阻断指对管道进行挤压直到完全阻断气体流动。GTI 团队通过 COMSOL Multiphysics® 软件中的“结构力学模块”和“非线性结构材料模块”建立了一个全参数化的瞬态模型。他们制作了由结构化与非结构化网格结合的混合网格。利用此方法,以及接触分析和定制的本构模型,团队能够精确分析管道中的大变形。