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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

Structural Mechanics and Thermal Stressesx

2D Microstructure Image-based Simulation of Piezoresistive Graphene Networks

L. Wang[1]
[1]University of California, San Diego, USA

Flexible and highly sensitive piezoresistive nanomaterial systems have been demonstrated to possess considerable potential for monitoring structural integrity and human physiological performance. The piezoresistivity of the nanomaterial systems mainly stem from conductive/semi-conductive ... Read More

Higher Order Theories of Multiphysics and Multifield Models of Beams, Rods, Plates and Shells Using COMSOL Multiphysics® Simulation Software

V. Zozulya[1]
[1]Centro de Investigacion Cientifica de Yucatan, A.C, Mexico

An approach to the development of the higher order theories of beams, rods, plates and shells have been proposed in our previous publications. It is based on series expansion of the corresponding field equations in term of the cross-section coordinates. The proposed approach is general ... Read More

External Corrosion Modeling for an Underground Natural Gas Pipeline Using COMSOL Multiphysics® Simulation Software

W. Chalgham[1], K. Wu[1], A. Mosleh[1]
[1]University of California, Los Angeles, USA

This paper studies external corrosion of an underground transmission pipeline carrying natural gas. Pitting corrosion and Stress Corrosion Cracking (SCC) are two most common external corrosion types for buried pipelines and they usually happen when the mitigation methods such as coating ... Read More

煤炭地下气化顶板温度场与力学场模拟

王喆 [1], 陈晨晨 [2], 王皓正 [2],
[1] 中国矿业大学（北京）、北京、中国
[2] 中国矿业大学（北京）

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。煤炭地下气化过程中，随着气化工作面的扩展，燃空区范围不断扩大，煤层顶板产生裂隙甚至发生冒落，对地下气化稳定运行造成不确定影响。相较于常规井工开采造成的顶板垮落，气化过程会产生大量热，顶板在煤层温度场高温作用下因热膨胀产生热应力，改变顶板内热应力的分布，同时温度会对顶板岩石的抗压强度、抗折强度、比热容、导热系数等造成影响。研究随着燃空区的逐渐扩展，顶板在温度影响下的应力场分布，对研究煤炭地下气化过程中的顶板冒落规律有重要意义。 ... Read More

基于COMSOL仿真射频消融的热传导问题研究

程家幸 [1], 吴浪 [2],
[1] 东南大学
[2] 南昌大学抚州医学院

基于COMSOL仿真射频消融的热传导问题研究程家幸1 吴浪2 1.东南大学工程力学系，南京210096 2.南昌大学抚州医学院，抚州344100 摘要：在临床医学中，肿瘤的治疗方法不仅有传统的手术治疗，现如今消融术也是一种对早期乳头状肿瘤以及某些原发性不可切除的肿瘤早期阶段较好的医疗手段[1]。在本案例中，利用COMSOL Multipyhsics软件平台构建了一个具有20个“钩子”的电极，通过传热接口仿真电极加热使温度传导到周围组织以杀死细胞。其中，比较已存在的射频消融仿真案例[2] ... Read More

基于COMSOL的棒状燃料元件热-力耦合行为分析

齐飞鹏 [1], 刘振海 [1], 李文杰 [1],
[1] 中国核动力研究设计院成都市四川省中国

反应堆内固有的多物理场环境使得核燃料的堆内行为演化十分复杂，除了传统的热、力学现象外，反应堆内中子辐照场对核燃料性能演化具有至关重要的作用，主要体现在：1）中子辐照将引起材料内部发生显著的微结构演化，这一方面将影响燃料及包壳材料的热物理性能，另一方面，材料微结构演化将引起特殊的宏观变形现象，例如辐照肿胀、辐照生长等；2）核素裂变产生的难溶性或易挥发性裂变产物在燃料基质内积累、扩散、聚集并最终释放进入气腔引起的裂变气体释放现象。为了准确预测反应堆内燃料元件的热、力及辐照性能演化，本文基于多物理场耦合分析平台COMSOL，搭建了棒状燃料热-力-辐照耦合性能分析工具 ... Read More

基于压电阻抗法监测铝板结构

刘敏 [1], 陈聪 [1],
[1] 中国科学院电工研究所

利用压电阻抗法获取压电材料随监测结构不同损伤状态而变化的阻抗信号来实现监测的目的，一般将压电材料粘贴于监测结构表面或者内嵌入结构，当施加交变电场于压电材料时，电场会激发压电材料产生相应的机械振动，从而对被监测的结构施加激励，不同健康状态的结构会产生不同的机械振动，而相应的振动信号会由于正压电效应而反应在压电材料的电阻抗变化中。因此通过提取不同应力状态时阻抗信号中结构的谐振或压电材料的谐振信息，建立特征频率与力载荷之间的关系，从而实现结构应力监测的目的。模型采用四分之一对称模型，将压电片嵌于铝板之中。确定压电片的压电柔度矩阵、压电应变矩阵、相对介电矩阵 ... Read More

井下工具推靠块数值模拟研究及App开发

徐梓辰 [1], 张佳亮 [2],
[1] 中国石油大学（北京），石油工程学院
[2] 中国石油大学（北京），非常规油气科学技术研究院

钻井作业中，为保证工程安全、高效和经济的钻进，需要用到很多井下工具。本工作中，研究了井下工具推靠块在不同工况下的受力情况，推靠块前缘曲率的设计，是优化应力集中问题的关键。基于优化与成本的双重考虑，优化了前缘面的变曲率参数。此外，基于COMSOL Multiphysics开发了仿真APP。该APP可以实现对推靠块几何、材料参数和工况的仿真研究，并绘制应力和位移云图，为非专业人士的使用提供了便利，降低了仿真成本。 Read More

磁声电成像中电流场的仿真分析

李元园 [1], 李彩莲 [2], 夏慧 [1], 刘国强 [1],
[1] 中国科学院电工研究所
[2] 中国科学院电工研究所中国科学院大学

人体的组织和器官处于正常与病变状态的电导率存在差异，通过组织电学特性的改变有望早期发现生理、病理异常，为疾病早期诊断提供数据支持。磁声电成像是一种新兴的电学成像方法，置于静磁场和声场中的目标体受到洛伦兹力的作用，而产生电荷分离，进而在目标体中形成随超声传播而变化的电流分布，通过电极或线圈检测实现信号的测量，进一步实现电特性成像。在进行电特性成像过程中，电流密度的分布对于磁声电成像系统的设计意义重大。本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础，使用声学、结构力学、AC/DC模块搭建磁声电成像有限元计算模型，声学模块用于计算声场分布 ... Read More

空间堆多节热离子转换器性能分析研究

叶天舟 [1],
[1] 西安交通大学、西安、陕西、中国

空间堆中的热离子转换器（TEC）由于在将核反应堆中产生的热能向机械能转换的过程中不需要中间步骤，相比于布雷顿循环等动态转换方式更紧凑、质量更轻且无声，同时又比温差电转换等其他静态转换方式效率较高。由于热离子反应堆的实验研究和测试是一项复杂而昂贵的工作，因此需要通过仿真模拟对热离子转换器进行性能分析及优化设计，并对未来的实验设计提供依据。本文使用COMSOL®软件对多节串联热离子转换器实验装置进行了温度、力学和热电转换的耦合计算，采用2维轴对称几何建模，核反应热源通过电加热模拟，热阱采用共轭传热模拟。相比单节热离子转换器 ... Read More

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