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See How Multiphysics Simulation Is Used in Research and Development

Engineers, researchers, and scientists across industries use multiphysics simulation to research and develop innovative product designs and processes. Find inspiration in technical papers and presentations they have presented at the COMSOL Conference. Browse the selection below or use the Quick Search tool to find a specific presentation or filter by application area.

View the COMSOL Conference 2023 Collection

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Bengaluru 2023

Munich 2023

2018 - Allx

超高层建筑物的高度和密度对城市风环境的影响

易旭憧 [1], 张双喜 [1],
[1] 武汉大学测绘学院

城市内超高层建筑物的高度和密度的快速增加会影响城市风环境，城市风环境与人身健康、社会经济息息相关，然而目前缺乏针对超高层建筑物的高度和密度对风环境影响的定量研究。本文利用COMSOL Multiphysics® 5.2版本CFD模块中的湍流k-ε接口，采取控制变量法，数值模拟超高层建筑物不同高度和密度分别对应的城市风场，从高空风噪、阻挡作用、城市通风三个方面综合评价风环境质量，探索形成良好风环境的高度密度参数组合。研究结果表明，相邻两栋超高楼之间的高宽比小于0.89时，高空风噪、阻挡作用、城市通风都能较好地符合环境要求。 Read More

三维集成电路中硅通孔的等效热模型

唐旻 [1], 戈长丽 [1], 孙寒玮 [1], 李杰 [1],
[1] 上海交通大学

三维封装技术是下一代集成电路最有潜力的发展方向。然而，由于三维封装结构的高度复杂性以及多尺度问题，若对所有细节进行建模，将会消耗巨大的计算资源，导致分析效率非常低下。例如，典型的硅通孔结构由圆柱型的金属导体以及外部包裹的一层非常薄的氧化层（微米级）所构成，使得三维封装整体结构的网格剖分非常稠密，严重影响求解效率。本文研究包含多个硅通孔的复杂结构热仿真问题。为了提高仿真效率，将含有薄氧化层的圆柱形硅通孔结构等效为不含氧化层的简化方柱结构。通过COMSOL软件的传热模块对简化方柱结构的等效热导率进行准确提取，包括水平方向和垂直方向的热导率参数。然后，基于上述等效模型 ... Read More

电场指纹技术的局部腐蚀研究

吴承昊 [1], 李焰 [1],
[1] 中国石油大学（华东）

管道运输在现代运输业中占有相当重要的地位，是石油、天然气远距离运输最主要的手段。保障管道的长期安全运行、降低其腐蚀失效的风险，对其进行有效的腐蚀检测势在必行。电场指纹技术（Field Signature Method，FSM）作为一种新型的无损检测技术，拥有适用范围广、监测精度高、使用寿命长等优势，安全性、敏感性和灵活性都比大多数非破坏性监测手段好，近年来在油气田及石油炼厂等领域有大量应用。但对于局部腐蚀的检测精度一直是腐蚀检测中的难点，本文应用COMSOL中AC/DC 模块对局部腐蚀进行模拟仿真，对发生在不同位置的点蚀进行模拟并提取数据进行分析 ... Read More

Investigation of the Radiative Heat Transfer for high temperature molding processes

李子健 [1], Benjamin NOAILLES [2], José FEIGENBLUM [1],
[1] 骆图科技（上海）有限公司
[2] Roctool 骆图科技（上海）有限公司

In the molding industry, temperature management of the tool temperature is of key importance for the stability of the manufacturing process and for the quality of the production. The molding industry covers many different applications and many different molding methods exist: injection ... Read More

金纳米颗粒多聚体辐射吸收及热效应分析

李佳玉 [1], 陶阳 [2],
[1] 电子设备热控制工业和信息化部重点实验室，能源与动力工程学院，南京理工大学
[2] 能源与动力工程学院，南京理工大学

当一定波长的电磁波照射到金纳米颗粒上时会引发局域表面等离子共振（LSPR）现象，这一现象将增强金纳米颗粒对入射电磁波的吸收，纳米颗粒将吸收的电磁能量转化为热能，温度升高，以纳米颗粒作为热源可以实现微纳米尺度上的精细温度调控。本文通过广义多粒子Mie理论（GMM）计算在非独立散射的情况下，金纳米颗粒球多聚体的辐射吸收特性；然后基于COMSOL传热模块，考虑颗粒间的近场辐射换热现象，对包含多聚体颗粒的微尺度空间温度进行了模拟计算，讨论可见到近红外波段辐照条件下纳米颗粒多聚体及其周围几百纳米范围内基体介质的温度分布情况。通过对金纳米颗粒球组成的多聚体的计算 ... Read More

车载大功率无线充电线圈

熊萌 [1], 魏学哲 [1], 罗志超 [1], 唐轩 [1], 杜润本 [1],
[1] 上海市同济大学嘉定校区

近几年，出于能源危机与环境保护的考虑，新能源电动汽车受到了世界各国的大力推广，但由于电池容量与充电设施等充电问题成为主要技术瓶颈，安全、方便、非接触式的无线充电技术成为了研究热点，其原理上以耦合线圈作为能量传输的主要元件，利用线圈间耦合谐振作用实现无线传能。但考虑到实际应用场景中，相比传统插电式充电，无线充电存在传输效率较低，以及对于停车时充电位置对准程度要求较高等问题，因此需要对传输线圈的结构和尺寸参数进行设计优化。在线圈尺寸结构的设计优化方面，COMSOL多物理场仿真完美的解决了我们日常研究中很多繁琐的问题。线圈的基本结构类型可以通过几何部分进行设计实现 ... Read More

导流板增压的空心涡轮盘流固耦合优化

张猛创 [1], 李磊 [2], 侯旭 [1],
[1] 厦门大学
[2] 西北工业大学

在航空发动机中，涡轮转子的工作条件十分苛刻。涡轮盘是涡轮转子的承力主要部件，长时间工作在高转速、高温、高负荷的恶劣环境下。随着航空发动机整体性能需求的不断提升，在涡轮进口温度（Turbine Inlet Temperature, TIT）将超过2000K，传统的实心高压涡轮盘的设计转速已经达到极限，亟需进行技术突破。Cairo等人最早提出了一种新型的空心涡轮盘，将冷却气体引入涡轮盘内部进行冷却，在减重的同时，进一步突破了涡轮盘的破裂速度（极限）。但是其降低了从压气机进入高压涡轮盘的冷却气体的压力，容易造成燃气倒灌，从而发生危险。肋板可以增加换热面积，具有导向作用 ... Read More

基于飞机油箱口结构的射频放电等效电路仿真模型

戴飞 [1], 符新凯 [1], 胡瑞韬 [1],
[1] 电子信息工程学院，北京航空航天大学，北京

在电磁兼容领域中，除了电磁干扰还会存在毁灭性的电磁辐射危害。其中电磁辐射对燃油危害的研究关键在于掌握射频放电的击穿特性，为研究不同频率的击穿特性，本文基于电磁场和电路理论，以飞机油箱口结构为例构建了氩气射频放电前后的等效电路模型，并简要分析了射频放电规律。根据电磁场和电路理论，飞机油箱口放电结构等效为圆柱型交流电容，等效电路的并联电阻阻值随气体的导电性能变化而变化，能有效表征气体击穿电离程度的高低。仿真研究表明，相同激励电压条件下，频率越高，气体越容易击穿，等效并联电阻阻值越低。气体击穿电离程度随频率升高存在不连续放电、连续稳定放电、积累效应和雪崩效应四种不同的放电规律。 Read More

金刚石Love波液相传感器的3D有限元仿真

钱莉荣 [1], 钱进 [1], 李翠平 [1],
[1] 天津理工大学电气电子工程学院，天津市薄膜电子与通信器件重点实验室

Love波由于没有垂直剪切方向的位移分量，在液相环境中传输信号衰减小，故更适合于液相生物传感器的应用。本研究利用COMSOL多物理场软件，仿真设计了一种叉指换能器（IDT）/(100)ZnO/SiO2/Diamond多层结构的Love波延迟线型传感器件，通过在Love波传输区域添加液体（以水为例）仿真了液体对器件传输特性的影响。仿真中使用了MEMS模块和声学模块，通过在瞬态研究中施加正弦和脉冲激励信号，分别仿真研究了声波位移、液体内的声压分布和输出响应，以及液体对传感器插入损耗的影响。仿真结果表明，在液相环境中Love波传感器输出信号会产生相位迟滞，但插入损耗变化很小 ... Read More

扫描隧道显微镜中分子光辐射的调控

李晓光 [1], 胡远章 [1], 陈功 [2],
[1] 深圳大学高等研究院
[2] 郑州大学物理系，中国科学技术大学微尺度国家实验室

扫描隧道显微镜（STM）中的金属针尖在光照下可在其附近形成极大的局域电场增强，这种高度局域的电场可以改变在其附近分子的辐射特性。本研究中，我们将特殊荧光分子置于STM针尖下方，利用针尖和金属衬底形成的纳米腔中的强大电场增益，来调控分子荧光辐射强度。研究结合实验观测和理论分析，理论计算主要采用了COMSOL电磁场仿真模块。通常人们认为，纳腔内局域电场的主要分量垂直于衬底平面，所以只有当分子跃迁偶极垂直于衬底，才能和纳腔等离激元有效耦合。相反，分子偶极垂直于衬底时，分子辐射很大程度上会被淬灭。然而实验发现，在分子和衬底之间加入一层绝缘层后，即使分子偶极跃迁平行于衬底 ... Read More

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