Technical Papers and Presentations

Bouncing phenomenon of droplets impact on solid wall is of great importance to industrial applications. For example, spray cooling or inkjet printing require droplets to be deposited effectively, while anti-icing and self-cleaning demand droplets to bounce as much as possible to achieve ... Read More

运用COMSOL Multiphysics 5.4软件建立18650圆柱电池全三维模型。首先，拆解18650电池，对电池内部结构有一个详细的了解，为建模做好准备。建模前应确定各部分材料及几何尺寸，18650电池几何尺寸为直径18mm,高度65mm。确定正负极层及隔膜的高度；确定涂层材料、相应的克容量、材料压实密度以及活性物质的比例，计算得出涂层厚度。正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，选取铝箔、铜箔以及隔膜的厚度，计算出正极层、负极层、以及两层隔膜的厚度和，进而计算得出卷绕层数。运用各几何参数在COMSOL软件中建立电池的全三维模型结构如图1所示。建立几何模型后 ... Read More

在溢流法(Overflow Method)盖板玻璃制造中，原料进入窑炉后高温熔解，而后经由铂金通道做澄清消泡和搅拌的动作，最后进入成型磗溢流而出成板材，下拉退火，切板进入后端制程。业界对盖板玻璃要求愈来愈高，尤其近日 Iphone12 推出的微晶玻璃前盖，更是将盖板玻璃制造工艺推进到全新高度。高质量的盖板玻璃工艺控制非常精密，整体制程的流场、温场、电流密度…等等需有完整科学化的研究。Comsol Multiphysics 提供了方便使用的二相流模型可供调用，例如，Dispersed multiphase flow models (bubbly flow…等等) ... Read More

针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题，本文在结构优化后的模型基础上，探究物料介电特性、微波频率、物料量等对微波加热效果的影响。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行，使用其中的微波加热模块进行仿真计算。在电磁场中，以材料相对介电常数建立电位移场模型。模型波导外端面设置为矩形端口，并开启端口的微波激励，模式类型采用横电（TE）模式，模数为10，模式相位为0。在研究中分频域和瞬态两个步骤进行，在频域步骤中使用稳态求解器求解微波反应器腔体内的电场分布，以FGMERS法进行迭代求解；在瞬态步骤中使用瞬态求解器求解不同时刻下物料各个位置的温度 ... Read More

由于在亚波长成像方面的潜在应用，双负声学超材料(同时具有负的有效密度和负的有效模量)受到了广泛关注。然而，已有的单带双负声学超材料的带宽限制了它的广泛应用。为了扩展双负带的带宽，电磁超材料中引入了多带双负超材料。最近，声学超材料研究人员设计了多带单负超材料。显然通过组合多带负有效密度和多带负有效模量超材料单元能够实现多带双负，可是单元间的阻抗不匹配影响声波的透射率。本文提出基于单负的亥姆霍兹共鸣器单元通过波导耦合实现多带双负的声学超材料单元。我们利用两个亥姆霍兹共鸣器耦合实现负密度和负模量的重叠，通过增加亥姆霍兹共鸣器实现多带双负超材料单元 ... Read More

激光沉积是激光增材制造的一种，激光照射靶材表面，同时合金粉末同步送入工件表面，激光与粉末相互作用，并在基体表面形成金属熔池，随着热源和粉末流的相对移动，熔池快速冷却，形成沉积道。该快速熔凝过程复杂，涉及传热（热传导与热对流）、流动、相变、质量添加、多组分传质、自由表面移动等。 本算例使用了传热模块、流动模块和组分传输模块，研究激光增材制造过程中的高温金属熔池的温度场、速度场和浓度场。分析表面张力、重力、等对熔池形成的影响；引入液相分数描述固液糊状区，在动量方程和能量方程中添加源项建立固液混合区的控制方程；采用动网格技术（ALE）实现移动自由界面 ... Read More

采用数值分析方法对扬声器稳态温度场进行分析，可得到单频信号以及白噪声激励下扬声器各部件及周围空气的稳态温度场分布。将仿真结果与采用 Klippel R&D 系统 PWT 模块及多通道测温仪的测量结果相比较，表明数值分析结果与测量结果基本一致。同时还讨论了温升所导致的扬声器输出功率压缩现象。 Read More

近年来，行驶车辆数量和平均驾驶时间都呈现剧增趋势，无人驾驶/辅助驾驶成为了竞相追捧的未来科技。汽车防撞毫米波雷达作为无人驾驶/辅助驾驶的关键技术，将得到广泛应用。未来可用于汽车防撞毫米波雷达的目标频段有 24GHz、28GHz、60GHz 以及 77GHz 等，其中 77GHz 可拥有 230m 的较长探测距离。本文提出一种基于环形馈线的 77GHz 毫米波微带天线，包括 4 个结构完全相同的天线单元和环形馈线，其中 4 个天线单元均匀分布在环形馈线的圆周上，并指向环形馈线的圆心；每个天线单元包括3个通过微带线连接的贴片，每个天线单元通过微带线与环形馈线连接 ... Read More

水力压裂是目前低渗透致密油气田开发的关键技术，水力压裂裂缝的导流能力、有效缝长和改造体积参数是影响开采效果的重要因素。本文着重考虑水平井单裂缝内铺沙浓度的分布对开采过程中压力分布的影响。首先，使用 CFD 模块中的混合流动（Mixture Model，Laminar Flow）模型对铺沙过程进行了模拟，选取速度入口和压力出口的边界条件，得到了固相体积分数的二维分布。然后，利用 MatLab 数值积分将以上得到的二维分布转换成一维，根据铺沙浓度与裂缝渗透率的经验公式，将此一维分布转换成裂缝中渗透率的分布。最后，利用 CFD 模块中的达西流（Darcy's Law ... Read More

文章从数值模拟的角度研究了超声辅助水下湿法焊接中超声对自保护药芯焊丝产生的气泡的影响。在水下湿法药芯焊丝电弧焊接（FCAW）中，通过药芯燃烧产生的气泡来保护电弧和熔池，电弧的稳定性因此得到提高。采用了 COMSOL 两相流水平集的方法来模拟气泡，采用压力声学来模拟变幅杆振动产生的声波。在变幅杆模拟中，通过在辐射端端面上添加法向加速度，在变幅杆的表面和工件表面添加硬声场条件来形成驻波，通过改变变幅杆端面与工件上表面的距离，计算声辐射功率，从而得到超声谐振高度。在两相流中，首先模拟无超声时气泡的自由上浮过程，再通过在层流中添加体积力即声辐射力来实现声场与流场的耦合 ... Read More