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通过仿真优化核反应堆设计
在运行中的核反应堆中，会发生复杂而且高度耦合的物理现象。在这些设备中通过物理实验对这些现象进行分析通常是困难的，有时甚至是不可能的。仿真为研究和优化核反应堆设计提供了一种简化的方法，可以节省时间、金钱和其他资源。 核反应堆动力学 我们先来看看核反应堆能源生产背后的机理。在核反应生产装置中，能量通过“裂变” 过程产生。当一个重原子的原子核,比如铀-235(铀的一种同位素)吸收了一个中子，中子就分裂成两个较轻的元素，或者裂变产物。这个过程释放出大量的动能，此外还包括有助于促进更多裂变发生的伽马辐射和自由中子。当不同类型的能量转化为热能时，反应堆内部的温度可达 1600K 左右。 管理这种热需要使用冷却剂。如下图所示，冷却剂(高压水或液态金属)在反应堆堆芯内循环，以消除过多热量。核热液压学的分支研究冷却剂的流动和相关现象，包括以下内容: 传热:传导、对流和辐射 传质:相变 流体流动:多相流和湍流 流-固耦合 (FSI) 是反应堆运行循环中另一个重要的考虑。当冷却剂流过反应堆的燃料板时，会导致这些部件产生偏差。此外，反应产生的大量热量会在反应器的结构部件中诱发热应力。 一个典型的核运行循环示意图。由Robert Steffens 拍摄，通过维基公共领域共享。 一旦核循环完成，用过的燃料就被储存在容器中，并被隔离在地下储存库中。使用钢桶来储存废物会带来腐蚀相关问题。设计这样的储存库是相当具有挑战性的，因为需要在一个稳定的地质环境(深挖 300 米到 1000 米)中建造这些结构。同样重要的是，要确保储存的半衰期为数百年的裂变产物不会通过容器扩散而进入地下水供应系统。 使用仿真简化分析核反应堆设计 为了使核反应堆安全有效地运行，对上述现象的充分理解至关重要。虽然有些因素可以通过实验进行研究，但在反应堆内的苛刻条件例如高温和高压水平以及放射性衰变这种情况下测试，依然相当困难。像放射性核素运输分析案例，需要经过几百年的时间，在实际的时间尺度上进行实验研究几乎是不可能的。 当实验测试遇到困难时，仿真可以提供解决方案——同时节省时间和金钱。考虑到核反应堆的耦合特性，COMSOL Multiphysics 仿真软件是模拟这些装置内的现象的理想平台。世界各地的核组织都选择使用该软件的内置功能来分析和设计感应炉、液态金属冷却液的电磁泵、加速器的射频腔，以及反应堆部件的无损检测。 以美国橡树岭国家实验室( Take Oak Ridge National Laboratory，ORNL)为例。ORNL 利用 COMSOL Multiphysics 改进了他们的一个大型高通量同位素反应堆(major High Flux Isotope Reactor，HFIR)的设计。基于仿真的方法，该团队能够研究反应堆各部件的性能及其运行背后的物理原理，包括热应力、非等温湍流和流-固耦合作用。ORNL 的研究人员还使用了仿真技术来支持他们努力将大型高通量同位素反应堆、安全转化为低浓缩铀燃料，这一过程有助于识别设计中的潜在问题，如屈曲和热点。 模拟分析使 ORNL 能够研究燃料板的挠度，燃料板是核反应堆核心的主要部件之一。 我们之前提到的关于实验研究放射性核素迁移的挑战是什么? 瑞士核安全稽查局(Swiss Nuclear Safety Inspectorate，ENSI)的一组研究人员也利用 COMSOL Multiphysics 模拟了这一现象。他们的研究结果以模拟放射性核素通过核储存库的黏土屏障传输的传统安全规范作为比较基准。 推进核工业发展 仿真为与实验研究核反应堆的相关挑战提供了解决方案。这种方法能够更加详细、准确的观察这些设备中发生的现象，从而更深入地理解如何优化它们的配置。仿真探究方法为开发更安全、更高效的核反应堆铺平了道路，同时也减少了测试新设计时构建原型的相关成本和资源。
借助拓扑优化找出结构的最优设计
想想第一批设计桥梁的建筑师们，他们肯定经历了许多次的尝试和失败，才做出了能让人们安全通过水面的设计。当然，如果当时有计算机的话，他们将能通过 COMSOL Multiphysics 和优化模块来极大地简化这一过程。讨论建筑及桥梁的优化之前，让我们先来探讨如何借助拓扑优化找出简支梁的最优设计。
App 开发器和 COMSOL Server™ 的 7 种使用方式
App 开发器和 COMSOL Server™ 授权已经改变了仿真工程师们开发项目的方式，即可以不再遵循先研究设计再测试开发这个流程。如果您对如何使用 App 开发器和 COMSOL Server™ 这两个工具感到好奇的话，那么请阅读以下七个相关案例。
开发 App：如何创建方法并播放声音
如果你正在学习如何开发仿真 App，那么可以观看本文的视频，这是一个关于方法编辑的精彩简介。开发完成功能齐全的 App 后，我们可以一键创建一个方法，在其中加入声音播放、包含用户输入及添加 if-else 语句。这些操作全都可以利用“方法编辑器”中的“语言单元”实现，由此创建方法变得轻松简单。
什么是几何非线性？
在进行结构力学分析时，我们不可避免地会遇到几何非线性的概念。在这博客文章中，我们讨论了几何非线性的含义以及什么时候应该考虑几何非线性带来的影响。
支架的结构优化研究
减重是许多应用的关键设计目标，这尤其体现在汽车行业，轻质材料有利于推动节能汽车的发展。当然，维持这些材料的结构完整性是一个需要着重考虑的问题。今天，我们将向您展示应对这一挑战的有力工具——仿真。
模拟流体减震器中的粘性耗散热
流体减震器有着广泛的应用，从稳固摩天大楼到控制微流体装置中流体的流动均有涉及。通过一个称为粘性耗散热的过程，减震器将机械能消散为热能。热量过多会损坏减震器，因此在优化流体减震器的设计时，充分理解粘性耗散热的过程非常重要。
如何借助仿真改进划桨方法
要在划船比赛中具有竞争力，需要桨手们具有强健的身体、争分夺秒的时间观念、协调一致的动作，以及相互配合的精神。一开始，这听上去似乎很容易。无非是把船桨伸到水中，再用力向后划水，船就能向前移动了。而事实证明，针对不同的情况，实际上可以使用很多不同的划桨动作。
变形网格接口：旋转及直线平移
我们总是希望能通过有限元方法来模拟会在其他域内旋转或平移的固体对象；此时，就可以使用 COMSOL Multiphysics 中的变形网格接口。本篇博客将分析一些会在其他域内发生大型直线平移或旋转的域，并将介绍各种可用于分析此类问题的有效建模技巧。
借助变形网格接口模拟平移运动
COMSOL Multiphysics 包含两个可用于手动定义有限元网格变形的接口，变形几何 接口和移动网格 接口。本篇博客中，我们将介绍应何时使用这些接口，以及如何通过它们来高效模拟平移运动。
借助扫掠网格改进网格划分
对有限元分析人员而言，模拟高纵横比的几何结构是更具挑战的一项任务。我们希望网格能精确表征几何与解，但又不希望网格单元过多，否则求解模型时将占据大量的计算资源。本文，我们将通过一些常见的仿真案例，分析如何借助扫掠网格生成精确有效的有限元网格。
如何利用子表单来组织仿真 App
组织布局是所有仿真 App 设计中的重要步骤。整齐有序的结构可以让 App 的开发过程变得更为流畅，同时也能提升用户的使用体验。今天，我们将介绍如何在 COMSOL Multiphysics 中利用子表单和表单集合来创建结构有序的 App。
聚焦电润湿透镜
调整相机镜头的焦距可以改变视角。微型镜头也可以通过一种称之为电润湿 的方法来实现这种变化。电润湿方法通过施加电压来改变自由表面与固体表面接触点的受力平衡。然而，由于自由面会产生振动，致使我们无法立即捕捉到焦点。在本文中，我们将探讨施加电压时，维持自由面临界阻尼所需的最佳粘度值。
网球拍“甜区”中的物理学
每年，来自全球各地的网球运动员都会齐聚美国网球公开赛，这也是网球界历史最悠久、规模最大的网球锦标赛之一。随着 2015 网球锦标赛的临近，我又想起了自己打网球的一些经历，每次击球的体验都不太一样。这只是我自己的主观感觉？还是这背后也存在相应的物理解释？在本篇博客中，我将通过建模与仿真来说明如何用所谓的“甜区”来解释这种感觉。
借助 LED 实现超快速聚合酶链式反应检测
聚合酶链式反应检测在医学和生物学研究领域有着广泛的应用。然而在过去，此类检测由于耗电量高且检测结果交付速度缓慢，因而只能在实验室中进行。加州大学伯克利分校的研究人员开发出了一种基于 LED （发光二极管）的新型聚合酶链式反应系统，此系统操作简便且结果交付速度较快，可被用于即时检测。
如何在仿真 App 的文件菜单中添加保存选项
当用户在运行您开发的 COMSOL App 时，得到了一组十分有意思的结果，他们也许想要保存 App 以便后续查看。然而如果没有保存选项的话，就不得不再次输入参数来重新运行仿真。这种低效的做法完全不符合仿真 App 的开发初衷。所以今天，我们将为您介绍如何在 App 中添加具有保存选项的文件菜单。
如何用弱形式实现点源
了解如何在 COMSOL® 软件中用弱形式实现点源。讨论弱式公式的博客系列的第二部分。
分析不同线圈的互感系数
您有没有注意到，在一个快乐、热情的朋友身边，您也会感到非常快乐呢？您可以用类似的方式来看待互感：即某一电路中有电流通过时，会在附近的电路中产生感应电流。互感系数用来衡量这种电流感应效应变化的量级。在这篇文章中，我们将探讨使用模拟计算来估算不同线圈中产生的互感。
如何基于 COMSOL Multiphysics 模型开发 App
学习如何使用编辑器工具和记录代码功能，以简化您的应用程序构建过程，更直观的应用程序。观看视频。
模拟受洞穴鱼启发的 MEMS 压力感应器
许多水下汽车都会采用高功耗的主动传感方法来探测和识别周围海洋环境中的物体。印度 PSG 技术学院的研究团队在盲眼洞穴鱼的启发下设计了一款压力传感器，并借助数值仿真分析了此设计，希望做出一个节能型的替代方案。在本篇博客中，我们将近距离分析该款被动型 MEMS 压力传感器。
使用广义拉伸算子模拟周期性结构
如果你的多物理模型包含一个物理场的周期解和其他物理场的非周期解，那么你可以利用周期性来减少计算需求!
借助 ICCP 与仿真预防船体腐蚀
为预防船体在恶劣的海洋环境中受腐蚀，我们通常采用阴极保护的方法。利用诸如牺牲阳极或外加电流等不同的方法，使海上作业的设备正常运转。外加电流阴极保护 (ICCP) 方法就是通过向船体施加外部电流来减轻腐蚀的。此方法的效能取决于多种因素，例如螺旋桨上是否涂有涂层。在这里，我们通过仿真来探讨螺旋桨上的涂层如何影响外加电流阴极保护方法的工效的。
在 COMSOL Multiphysics 中对设计敏感性进行计算
COMSOL Multiphysics 中有一个十分实用却常常被人忽略的功能——计算设计敏感性。假设您用有限元模型计算某个目标函数，那么不论模型输入如何变化，您都能仅仅借助 COMSOL Multiphysics 软件包的核心功能轻松地计算出该目标函数的敏感性。在这篇博客文章中，我们将向您展示这项功能的使用方法。
优化透光管的透光率
想象一下当你下班回家时，在一个漆黑沉闷的地铁站等候地铁。这时如果不经意地瞥见一缕难得的阳光，心情一定会马上舒畅起来，回家的路也会变得不再漫长，但是如何实现这一构想呢？借助光管，不用通电，自然光就能发散到黑暗的区域。在本篇博客文章中，我们将探讨光管这类小巧优美的器件，并通过仿真展示如何详细分析这样的器件。