接口 博客文章
激光雷达技术在自动驾驶汽车和扫地机器人中的应用
未来，自动驾驶汽车会普及吗？探索如何使用射线追踪研究使其能够感知周围环境的技术。
声阱仿真：热声流和粒子追踪
声阱可用于各种生物医学应用，对细胞和颗粒进行操控。点击此处查看如何在 COMSOL Multiphysics® 中模拟声阱。
表面贴装器件预处理过程仿真
探讨建模和仿真如何通过3个预处理阶段来分析表面贴装器件的热应力和吸湿膨胀。
使用 ONERA-M6 机翼模型验证仿真结果
在使用仿真软件时，你的模型结果应该准确反映你所模拟的真实世界的现象。检查这一点的一个方法是使用验证模型。
使用集总模型简化电流仿真
使用 COMSOL 的 AC/DC 模块，可以将包含高度真实体积的导体模型与集总电路元件模型结合。阅读本文，了解如何实现。
多物理场拓扑优化的实现
来自 GN Audio A/S 的特邀博主介绍了一个利用 COMSOL 应用编程接口和 MATLAB® 的 LiveLink™ 开发的多物理场拓扑框架。
在高频电磁学中模拟石墨烯材料
石墨烯表现出了各种有趣的特性，包括高弹性和机械强度。在这篇博文中，我们将探讨如何在电磁模拟中为石墨烯建模。
LiveLink™ for CAD 产品的离线同步功能
从 6.0 版本开始，当 COMSOL Multiphysics® 和 CAD 软件安装在不同的计算机上时，您可以同步它们之间的文件。
FDA 基准：离心血泵的 CFD 建模
CFD 建模是分析心血管应用和设备中的流体流动的一种有效方法。这篇博文展示了一个示例。
如何计算 CAD 几何文件的投影面积
想要计算 CAD 文件的投影面积？ 我们在这里讨论三种简单的方法。
模拟超高真空系统中的压力
位于荷兰的 ETpathfinder 研究设施是在预期拟议的爱因斯坦望远镜 (ET) 的基础上建造的，这是第三代引力波天文台。
COMSOL Multiphysics® 在生物医学领域的 8 种应用
从机械心脏泵植入物、疫苗存储装置到血液分析仪，生物医学应用本质上通常是多物理场。因此，多物理场仿真可以帮助从根本上改变生物医学设备和流程的设计和分析方式。今天这篇博客，我们分享了 8 个真实的例子，来介绍生物医学领域的工程师和研究人员如何使用 COMSOL Multiphysics® 软件驱动他们创新的救生设计。 1. 左心室辅助装置 心脏衰竭，或称充血性心力衰竭，仅在美国就影响了超过 600 万成年人。当心脏不能向全身输送足够的血液和氧气时，就会发生这种常见的疾病。帮助缓解心力衰竭的一种方法是使用左心室辅助装置（LVAD），这是一种机械泵，植入胸腔后可提供循环支持。左心室辅助装置通常被称为 “移植的桥梁”，因为它们通常用于治疗等待心脏移植的病人。不仅如此，它们也可以被用作因客观医疗条件而无法接受心脏移植的病人的长期治疗方案。 正如预期的那样，左心室辅助装置的设计通常很复杂。他们需要： 足够的功率（大约10 瓦左右），可以正常运行 足够小，可以装进病人的胸膛 由与人体相容的材料制成 为了设计具备所有这些品质的左心室辅助装置，雅培实验室的研究人员使用了仿真技术。例如，他们使用 COMSOL Multiphysics 帮助设计了左心室辅助装置的离心泵。为了防止血液在泵内和泵周围凝结（设计 左心室辅助装置 时的一个常见挑战），研究人员在 左心室辅助装置 的设计中加入了一个磁悬浮转子。使用COMSOL，研究人员能够对 左心室辅助装置中的转子和湍流进行建模和分析。 磁悬浮转子的仿真（左上），泵腔内流体流动的 CFD 仿真（左下），以及 左心室辅助装置 的离心泵示意图（右）。 此外，研究人员还对左心室辅助装置的控制器进行了机械冲击分析，用于研究它的弹性。这个控制器有助于左心室辅助装置的供电、控制和性能监控。 “我每天都在使用 COMSOL Multiphysics，包括概念验证模型和模拟非常复杂的、具有详细 CAD 几何结构和多种相互作用的物理特性。我花费了数个月在一些复杂模型上以获得我所有需要的信息。” – Freddy Hansen, 雅培实验室高级研发工程师 2. 疫苗储存 根据美国疾病控制和预防中心的说法，疫苗储存在减轻常见可预防疾病的传播方面发挥着重要作用。然而，由于严格的温度要求，许多疫苗在存储过程中会变质，从而造成浪费。 作为全球公益项目的一部分，Intellectual Ventures 公司创新设计了一种被动式疫苗储存装置，用于将疫苗安全地运送到世界各地。它的设计只需要使用一批冰就可以将疫苗保持在 0°C~10°C。它的外壳具有多层绝缘，包括反射铝薄层、低导电空间和非导电真空空间。被动式疫苗储存装置不需要外部电源就可以工作。 在 COMSOL Multiphysics 中进行的被动式疫苗储存装置热仿真。 在设计阶段，研究人员在一个与撒哈拉以南非洲地区温度相似的环境室中测试了几个被动式疫苗储存装置原型的性能。为了优化被动式疫苗储存装置系统的设计，在建造原型之前，该团队使用了 COMSOL Multiphysics 以及它附加的各种产品，包括传热模块和分子流模块。 通过实验和模拟，该团队能够设计出一种容易运输的被动式疫苗储存装置，可以将疫苗冷藏长达一个月，从而能够将疫苗安全运输到世界各地，甚至是在电力有限或没有电的地方。 3. 消融技术 2020 年，肝癌是全球癌症相关死亡的第三大常见原因，导致了超过 80 万人丧生。这种疾病有时用消融技术进行治疗。这是一种微创治疗，可以在不切除肝脏肿瘤的情况下破坏它们。治疗肝癌的两种消融术包括： 射频消融 (RF)，使用针状探针传递高频电流来加热和杀死肿瘤内的癌细胞 微波消融 (MW)，使用针状探针发送电磁波来破坏肿瘤内的癌细胞 许多执行这类消融治疗的医疗专业人员面临的一个共同挑战是，他们无法获得有关这些程序有效性的实时反馈。为了解决这各问题，射频和微波消融技术的领先开发商——美敦力公司的一个研究团队使用仿真设计了具有更强的可预测性和有效性的新型消融探针。在他们的工作中，该团队使用 COMSOL Multiphysics 和附加的射频模块来优化探头的发射和接收特性。 4.老花眼 随着年龄的增长，我们的眼睛会出现越来越难以聚焦近距离的物体的情况。这种情况被称为老花眼，会影响到世界上大多数年龄到了65岁的人。老花眼的主要原因是晶状体形状的变化，晶状体是眼睛内部的一个微小结构。在我们年轻的时候，晶状体很薄且有弹性，但随着时间的推移，它会逐渐变厚，弹性变差。如果不加以矫正，老花眼会是造成视力障碍的最常见原因。 老花眼可以通过使用眼镜、隐形眼镜或简单的放大镜来缓解。一种更深入的治疗形式是屈光手术。但是，所有这些选择都有其自身的缺点和限制。 用于帮助研究老花眼的人眼模型。 为了推进老花眼的研究并治疗老花眼的根本原因，瑞士医疗器械公司 Kejako 的研究人员创建了一个人眼的 3D 机械模型。使用 […]
对流-固耦合问题进行拓扑优化的新方法
许多拓扑优化方法仅适用于纯学术范围内的 FSI 问题。 输入用于流体结构设计的 TOBS-GT 算法…
如何在 COMSOL®中使用草图工具绘制二维几何
在COMSOL软件中对二维组件进行建模，或在三维模拟中使用工作平面时，您可能已经注意到，如何创建几何图形的功能发生了一些细微但重要的变化。使用草图 模式以及约束和尺寸，可以绘制平面几何图形并定义您所绘制的几何实体之间的关系。
如何创建包含 CAD 导入和选择的仿真 App
在使用 COMSOL 软件二次开发的过程中，你可能会遇到这样的问题：如何使用 App 开发器创建可以处理 CAD 导入并能让用户交互式选择边界条件的仿真 App？我需要了解编程吗？
通过数值分析表征材料特性
来自格里碳素（SGL Carbon）公司的特邀博主 Bojan Jokanović 向我们介绍了如何基于光学显微镜图像对材料结构进行仿真分析。
如何使用拓扑优化结果创建几何模型
拓扑优化通常不是设计进程的最后一步。实际上，您可以利用拓扑优化研究的结果对几何结构进行模拟，以推动下一步分析。
开发用于按需 DNA 合成的硅 MEMS 芯片
体细胞基因组编辑逐渐表现出能够治疗多种遗传疾病的能力。随着功能强大的基因组编辑工具 CRISPR-Cas9 的不断发展，人们对 DNA 合成技术的需求也越来越多。
通过流体动力学研究摊煎饼的最佳方法
对于物理学家来说，随时都可能迸发出更好的设计和技术灵感。对于一个饥饿的物理学家来说，灵感尤其会在用餐时迸发出来。
如何优化和调整导入的网格
2 项功能可最大程度地利用导入的网格： 1. 精炼操作可快速减小单元尺寸。 2. Adapt 操作通过表达式修改元素大小。
通过仿真研究如何击败巨型怪兽
当你在观看怪兽题材电影时，有没有想过：如果地球上真的存在巨型怪兽会怎样？为了找到保护人类的有效方法，来自卡迪夫大学（Cardiff University）和牛津大学（University of Oxford）的两个数学生物学家使用数学建模对电影中常见的消灭这些巨型怪兽的方法进行了测试。通过对仿真结果的分析，他们还进一步确定了适用于不同地区的最佳策略。 基于种群生态学理论研究如何消灭巨型怪兽 一个科学考察队在探索马里亚纳海沟（Mariana Trench）深处时，意外地从温跃层的裂缝中释放了一只史前巨鲨——巨齿鲨。随后，他们耗费了大量武器、技术和船员来追捕这头巨鲨。在另一个类似的虚构故事中，一头体型庞大的大白鲨用它锋利的牙齿威胁度假岛上的人类……直到主角将它击败送回海底深处。 《大白鲨》（Jaws）的拍摄地点位于美国马萨诸塞州的马撒葡萄园岛（Martha’s Vineyard, Massachusetts），科德角海岸附近。在真实世界中，近年来鲨鱼的数量一直在迅速增长。虽然鲨鱼袭击人类的事件远比电影中展现的要少得多，但当人们看到海滩上出现大量背鳍时，仍然会感到担忧。那么，究竟是什么原因导致这么多的大白鲨靠近海岸呢？ 大白鲨。图片由 Olga Ernst 提供自己的作品。通过 Wikimedia Commons 在 CC BY-SA 4.0 下获得许可。 简单来说，海豹数量的减少是导致这个问题的主要原因。在1880 年代到 1960 年代，由于海豹会捕食鳕鱼，新英格兰渔民便将其视为渔业的威胁，因此大量捕杀海豹，直到该地区的海豹数量有明显减少。之后， 1970 年代颁布的《海洋哺乳动物保护法》（ Marine Mammal Protection Act）中将杀死海洋哺乳动物定为非法行为，这才使得海豹的数量有所回升…… 以海豹为食的鲨鱼数量也随之增多。 一些人提议捕杀海豹，另一些人提议捕杀鲨鱼，但通过捕杀这种方法可能会使问题变得更加严重。如何预测哪些选择会产生预期结果，哪些选择会带来意想不到的后果呢？其中一种方法就是运用数学方法研究生物学。 种群生态学理论 为了激发人们对真实生活中的生态问题（如大白鲨重返海角）的兴趣，数学生物学家 Thomas Woolley 博士和 Philip Maini 教授将目光转向了惊险刺激的怪兽电影。他们基于《环太平洋》（Pacific Rim）、《侏罗纪世界》（Jurassic World）、《哥斯拉》（Godzilla）和《金刚》（King Kong) 等各种类型的电影所发现的“证据”，将理论种群生态学数学应用于一个研究名为 Kaijus 的巨型怪兽和 Jaegers巨型机器人的虚构场景中。在下文中，您将看到这些典型的证据可以指导他们确定仿真参数。 尽管这一研究所需要考虑的问题有很多，但其基本原理仍围绕着自然界已经发现的理论：种群动态。对于 Woolley 而言，使用电影类比来吸引人们对种群生态学产生关注是一个很好的切入点，他说：“我们如何才能以最好的方式将研究的东西展示出来呢？”人们可以很容易地以僵尸灾难与 疟疾或流感的传播进行比较，因为它们的数学模型是一样的。而对于怪兽题材来说，生物学家们关注于物种间的竞争，捕食者与猎物之间的相互作用，以及人类尝试灭绝物种等。 使用 COMSOL Multiphysics® 软件内置的捕食者－猎物方程等常用工具，可以对生态害虫问题进行研究。该方程的官方名称为 Lotka–Volterra，它从数学上描述了两个物种相互作用的方式，其中一个是捕食者，另一个是猎物，以及它们的种群随时间的变化情况。研究人员以捕食者-猎物的相互作用问题为基础，对上文提到的 Kaijus 巨型怪兽进行了仿真计算。 kaiju 巨型怪兽种群的数学建模 在制定消灭策略之前，生物学家根据以下主要标准为 Kaijus 定义了预测种群规模的参数： 相互作用 行动路径 环境边界 初始分布 怪兽 Kaiju 的设定表明，这些生物不仅具备繁殖能力，当种群数量过多，必须为资源竞争时，它们还会自相残杀。因此，科学家们在模型的交互部分使用了逻辑斯蒂增长微分方程。在现实生活中，这类方程可用于描述从酵母到狼等各种生物种群。 在移动方面，科学家们基于流行电影中这些怪兽的能力，确定它们能在不到一天的时间内从海洋移动到陆地，并根据从环太平洋沿岸到日本（约 1000 英里）所需的 24 小时时间周期来计算它们的移动速度。他们发现，Kaijus 能以大约每小时 40 英里的速度游泳。作为自然力量，Kaijus 倾向于从起点随机移动到最近的陆地。这有助于科学家们根据怪兽密度的扩散和时空演变推导出偏微分方程。此外，他们还考虑了怪兽可以改变方向的情况，尤其是在遇到边界时。 […]
如何自动移除模型几何结构中的小细节
在 COMSOL Multiphysics® 软件中设置仿真时，你有时可能希望用自动方法来移除几何结构中一些能产生不必要的细化网格或质量较差网格的细节。
主题演讲视频：EPFL 通过仿真拿下超级高铁大赛冠军
EPFLoop 团队凭借其设计的超级高铁舱站上了 COMSOL 用户年会 2018 洛桑站的领奖台，他们展示的方案让观众们大饱眼福。
主题视频：利用 RF 仿真优化测试连接器设计
在射频和微波行业，Signal Microwave 公司一直致力于开发高频同轴连接器，包括终端发射连接器、垂直发射连接器和场转换连接器。在 2018 年波士顿 COMSOL 用户年会上，来自 Signal Microwave 的 Eric Gebhard 讨论了如何使用 COMSOL Multiphysics® 软件为公司带来设计和商业优势。