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利用拓扑优化设计区域热网
发电厂在冬季可以利用热电联产达到高效供电。它是如何做到的呢？依靠区域热网。以前，这种网络设计仅限于小型网络的线性模型或非线性模型。最近的研究表明，我们可以使用基于梯度的优化的非线性模型设计大型网络（参考文献 2）。
计算三相电力变压器中的损耗
三相电力变压器被广泛应用于世界各地的电网中进行高效电力传输。就电容、负载平衡和效率而言，三相电力变压器比单相变压器具有明显的优势，但对其损耗的计算却并不像单相变压器一样简单。使用 COMSOL Multiphysics® 软件，我们可以正确地计算铁芯、线圈和支撑结构的损耗，以及重要的集总参数（例如初级和次级电感）。
如何使用 COMSOL 软件模拟压电微泵
在这篇博客文章中，我们将给大家展示由 Veryst Engineering 公司的 Riccardo Vietri，James Ransley 和 Andrew Spann 提供的压电微泵模型。我们将介绍如何将压电材料与流固耦合作用结合起来，以及如何使用简单的速度相关公式来描述入口和出口边界处的单向阀的作用。
如何将点云数据转换为曲面和实体
在实际仿真过程中，并不是所有分析都是以 CAD 模型开始的。有时，我们唯一可用的数据仅是一系列点数据，也称为点云数据。在这篇博客中，我们将演示如何将点云数据转换为可在 COMSOL Multiphysics® 软件中进行仿真分析的几何模型。
模拟均匀磁场中的硅量子点
从 COMSOL Multiphysics® 软件 5.6 版本开始，半导体模块的薛定谔方程 物理场接口新增了处理多分量波函数的功能。在使用 COMSOL 对半导体器件材料的能带结构进行仿真的博客文章中，我们讨论了如何使用此接口功能处理多分量波函数。本篇博文，我们将以均匀磁场中的硅量子点模型为例，继续探索这项新功能。 量子点简介 量子点是纳米技术中必不可少的组成部分，在太阳能电池、发光二极管（LEDs）、显示器，光电探测器和量子计算中都具有潜在应用前景。Jock 等人最近发表了一篇与自旋轨道量子位的应用领域相关的论文（参考文献1）。他们在该文的补充说明1 中，提供了描述均匀磁场中硅量子点的公式，并在补充图1中显示了数值解。今天，我们将通过仿真的方法来重现该数值解。 硅量子点的薛定谔方程 在参考文献1 的补充说明中，方程1 给出了均匀磁场 \mathbf{B} 中硅量子点的单电子哈密顿量，不包括自旋轨道耦合： (1) H=\frac{Px^2}{2 m\perp} +\frac{Py^2}{2 m\perp}+\frac{Pz^2}{2 m\parallel}+V(\mathbf{r})+\muB \mathbf{B} \cdot \sigma 其中，m\perp和 m\parallel 是分别在横向和垂直方向上的有效质量；V 是量子点的约束势能；\muB 是玻尔磁子；\mathbf{\sigma} 是 Pauli 矩阵的向量；根据该论文所述，假定旋磁比张量是值为 2 的标量；动量 \mathbf{P} 由下式给出： (2) \mathbf{P}=i \hbar \nabla + e \mathbf{A}(\mathbf{r}) 式中，e 是基本电荷，\mathbf{A} 是给定的磁矢势 \mathbf{A}(\mathbf{r})=\frac{1}{2}\mathbf{B}\times\mathbf{r}，并且虚数单元 i 前面没有减号，因为 COMSOL Multiphysics 中的所有物理场接口都采用工程符号 exp(-i k x + i \omega t) 而不是 exp(i k x – i \omega t)。 约束势能 V(\mathbf{r}) 项由论文中的等式9 给出： (3) V(\mathbf{r})=\frac{1}{2} m\perp \omegax^2 x^2 […]
将全局方程引入全耦合目标搜索法
今天，我们将在 COMSOL Multiphysics® 软件的模型中引入一个目标搜索方程，该方程与全耦合方法结合使用可以求解非线性问题。在计算上，尽管这种方法比我们之前介绍的分离式求解方法成本更高，但其在鲁棒性方面却具有一些独特的优势，并能够突显 COMSOL® 软件的一个核心优势。
将目标搜索的方法引入分离式求解器
分离式求解方法是 COMSOL Multiphysics® 软件的核心技术之一，它可以快速求解非线性多物理场（和单物理场）问题得到收敛解。你是否知道？我们还可以通过引入一个额外的全局方程来扩充这个求解方法，其中，全局方程能用于调整模型输入来实现所需的输出。
使用 COMSOL® 模拟多孔介质的声学特性
今天的客座博主 Kirill Horoshenkov（FREng）是来自英国谢菲尔德大学（University of Sheffield，UK）的声学教授，他讨论了如何使用 COMSOL Multiphysics® 软件和声学模块对多孔介质的声学特性进行建模。 多孔介质的声学特性主要表现在它对入射声波具有极强的吸收和修改能力，入射声波可以与填充材料孔隙的流体相互作用。黏性摩擦、惯性和热耗散效应是造成刚性结构多孔介质声学特性的原因。这些效应由材料的孔隙率和孔隙结构的其他参数控制。尽管对于大多数实际工程问题而言，多孔材料的声学特性并不是直接影响的关键的问题，但是声学特性、孔隙率和结构形态之间的关系却非常重要。 在与能量存储相关的应用中，测量陶瓷隔板的孔隙率和曲折率非常重要，它们控制着多孔隔板吸收的电解质及其导电能力；在与过滤操作相关的应用中，通过定期测量与上述相似的特性，可以确定在有流体流动的情况下膜的渗透性；在制药应用中，通常需要测量平均粒度和压实度，粒度分布以及颗粒混合物吸收的水分量。在化学和化学工程应用中，重要的是要了解材料的内部孔隙表面积，这些表面通过输送催化剂来控制化学反应并将有毒物质转化为化学惰性键。在噪声控制应用中，令人感兴趣的则是预估多孔层吸收声音的能力。 6 参数 Johnson–Champoux–Allard–Lafarge 模型 COMSOL Multiphysics 软件包含一系列可以预测多孔介质声学特性的模型。在以往的应用中，声学模块提供的多孔介质声学功能（图1），使用了其中包含的Johnson-Champoux-Allard-Lafarge（JCAL）模型来进行预测，其结果被广泛引用（截至 2020 年 11 月 15 日，已有超过 2000 多个 Scopus 文摘和引文数据库引用）。 JCAL 模型最初于 1991 年被提出（参考文献1）。它需要 6 个非声学参数来预测材料孔隙中流体复杂的、随频率变化的动态密度： (1) \rho(\omega)=\frac{\rhof \alpha\infty}{\epsilonp} \left[ 1+\frac{\sigma \epsilonp}{i \alpha\infty \rhof \omega} \left( 1+\frac{4i \alpha ^{2}\infty \mu \rhof \omega}{\sigma^2 \Lambda^2 \epsilon^{2}{p}}\right)^{1/2} \right] 及其动态可压缩性 (2) C(\omega) = \frac{\epsilonp}{\gamma P0} \left[\gamma – \frac{\gamma-1}{1-\frac{i \sigma’ \epsilonp}{\rhof \alpha\infty N\textrm{Pr} \omega} \left(1+\frac{4i \alpha^{2}{\infty}\mu \rhof N\textrm{Pr}\omega}{(\sigma’ \Lambda’ \epsilon_p)^2}\right)^{1/2}} \right] 图1 多孔介质声学接口的设置窗口的屏幕截图，显示了 JCAL 模型的 6 个原始参数的设置。 在COMSOL文档和由Matelys […]