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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 ... En savoir plus
生物组织的生理和病理结构发生变化时， 导致组织电导率发生变化。因此，通过检测组织电导率来及时发现组织结构生理和病理情况，可以为癌症早期诊断提供依据。磁声电成像(MAET)是一种新颖的医学成像方法，由于在成像过程中使用了超声激励和电阻抗电极检测，所以其图像具有超声成像的高分辨率和电阻抗成像的高对比度。本研究使用的接口有压力声学时域显式和电流，仿真中使用2 MHz，2个cycle的正弦脉冲驱动聚焦超声探头，求解时域显式压力声学方程，获得组织振动速度。然后在电流接口中设置外部电流密度，把速度洛伦兹项耦合进外部电流密度，使用接地和浮电势检测电极上采集的磁声电电压 ... En savoir plus
随着电子通信的不断发展和普及，对声表面波器件（SAW）的性能要求也逐渐提升。在器件不断变小，工作环境的不断恶劣的情况下，声表面波器件也需要更高的频率、更好的稳定性能以及更大的带宽等新的提升。对于传统的氮化铝/金刚石结构来说已经无法满足更高频率，更大带宽的要求，所以本文为了能设计具有更高的相速度和机电耦合系数的声表面波器件，使用comsol 有限元仿真中的MEMS模块，对掺钪的氮化铝薄膜进行了研究，通过实验证明氮化铝钪作为压电材料时能具有更好的特性。通过研究在四种激励模式下氮化铝/金刚石结构与氮化铝钪/金刚石结构随着压电材料厚度的变化 ... En savoir plus
随着科技的发展，超声技术在工业中的应用越来越广泛，因而作为超声系统重要组成部分的超声变幅杆的设计也就愈加重要。通过COMSOL Multiphysics软件，同时实现结构参数计算与几何模型创建，并将之转化为App，实现通过改变参数快速设计出符合要求的变幅杆。以COMSOL为基础的App开发，通过借助COMSOL Multiphysics 的“模型开发器”和“App开发器”将仿真的强大功能应用到变幅杆的开发上，从而将复杂的模型转换成易于使用的App。通过在模型开发器完成模型的建立和研究结果的计算，在此过程中通过“选择空间维度”中的“二维轴对称 ... En savoir plus
所谓近场声学，是相对于远场声学而言。传统的声学理论，通常只研究远离光源或者远离物体的声场分布，一般统称为远场声学。远场声学在原理上存在着一个远场衍射极限，限制了利用远场光学原理进行显微和其它光学应用时的最小分辨尺寸和最小标记尺寸。而近场声学则研究距离光源或物体一个波长范围内的光场分布。在近场声学研究领域，远场衍射极限被打破，分辨率极限在原理上不再受到任何限制，可以无限地小，从而基于近场声学原理可以提高显微成像与其它光学应用时的光学分辨率。 声学超材料自问世之日起就受到了国内外科学家们的广泛追捧，在很多领域都可以看到其踪迹 ... En savoir plus
井下信息传输技术是实现石油工程领域中智能钻井目标的一项关键技术，信息传输也是制约随钻测量技术发展和应用的“瓶颈”。声传播方式因具有结构简单、成本较低、易于定向发射等优点成为研究的热点，同时石油钻井中井下连续的钢质钻柱为声波的井下信息高速传输提供了条件。本文应用COMSOL固体力学瞬态模块二维轴对称数值计算对不同频率的正弦声信号在周期性管结构中传播过程中存在透射系数及衰减系数差异较大的现象进行数值模拟与分析。 构建理想周期性管结构的二维轴对称几何模型。分别对不同频率下的正弦声信号在周期性管结构中传输进行数值模拟，以频率为400Hz和500Hz的正弦声信号为例 ... En savoir plus
微型扬声器数值仿真分析包括对零件、扬声器单体、扬声器箱体仿真，按照物理场可细分为电磁、力学、声学仿真。微型扬声器结构较为复杂，不同于大喇叭成轴对称分布，仿真中若将电磁、力学、声学耦合会大大加长求解时间，也极难收敛；基于此，可以将几何简化并对仿真模型进行分部处理后再耦合。COMSOL 的灵活建模方式为产品设计及分析提供理论计算平台,可大幅减小产品开发周期及成本；进一步的将探索振幅对称性、振动模态分析、音圈发热及产品散热等可靠性评估。 En savoir plus
压电材料被广泛应用于传感器和执行器方面。压电陶瓷具有功耗低，振膜结构简单等特点。PZT具有很高的压电系数，具有机电转换效率高，驱动应用能力强的特点。 仿真设计中我们使用COMSOL Multiphysics构建了电、力、声多物理场，为了提高性能采用了多层材料叠加获得更大的法向位移，从而提高其低频响应。在压电材料的极化参数设定中我们通过求解数学方程获得一组弯曲的局域坐标，使得各向异性材料的极化参数与弯曲压电陶瓷的曲率法向一致。最后得到的计算结果与测试结果一致。同时使用COMSOL优化PZT几何参数和层数可以进一步增加其法向位移，提高器件性能。 En savoir plus
沥青混凝土是一种典型的多相粘弹性材料，超声波在其中的传播规律非常复杂。不同温度下沥青混凝土的粘弹性差异非常明显，导致超声波的传播衰减比较显著。为确定合适的温度范围，基于COMSOL的固体力学模块，本文建立了超声波在沥青混凝土中的传播模型来探究振幅和波速对温度的敏感性。传播模型主要分为沥青混凝土和压电换能器两部分，其中，沥青混凝土部分采用蒙特卡洛方法构建二维三相沥青混凝土传播介质（集料、沥青砂浆和空隙）；压电换能器部分则为一发一收式。基于Burgers模型，本文选取了四种典型温度 (-10℃、10℃、20℃和30℃) 下的沥青砂浆参数 ... En savoir plus
长程声传播是大气中声波传播的一种重要模式。而由于次声与核爆、地震、火山和海啸等自然现象密切相关且便于观测，受到国内外科学家广泛而深入的观测研究。本案例基于COMSOL Multiphysics®的压力声学模块开展了对非均匀大气中次声波超视距传播特性的研究, 通过建立大气声学模型对武汉上空四季次声波传播情况以及路径传输损耗进行了频域稳态分析, 利用MESIS00模型获得大气的温度，HWM93模型获得大气风场，模拟了声波在大气中的传播，获取了次声波在非均匀大气中的超视距传播特性.计算结果表明, 非均匀大气的性质及其中存在的风对次声波传播有明显的影响 ... En savoir plus