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纳米磁流体具有高靶向性和可控性,在药物靶向释放,磁分离以及微流控领域中引起广泛关注。磁流体是在基础流体如水、乙二醇等溶液中分散直径小于 20 nm 的磁性粒子,其作为一种新型的高传热性能的能量输送媒介,在其应用过程中传热性能是不可忽略的。国内外许多学者对磁性流体流动与强化换热机理进行了许多研究,取得了大量的研究成果。磁流体由于具有磁性和流动性,在外加磁场作用下,利用磁场调控能够有效增强换热效果。基于此本文在稳态条件下,利用磁场、流体和传热多物理场耦合方式,针对二维通道内磁性流体进行数值仿真计算,通过设置不同磁体组合、纳米流体体积分数和磁场强度研究磁流体的传热性能。 En savoir plus
钙钛矿纳米晶的合成通常是使用间歇式搅拌系统进行(将前驱液滴加入反溶剂甲苯)。宏观间歇式反应器在高耗能的同时,并不能保证制备的纳米晶的尺寸均匀可控,实验的重复性也不好。而微流体具有高效的传质传热特性,以及良好的可操纵性。同时体系反应体积的急剧下降使得反应过程的不确定性大大降低。这样保证所有晶体拥有相同的成核和生长环境。所以使用微反应器制备的纳米晶的尺寸均匀可控。由结晶动力学可知,结晶过程的溶液过饱和度以及晶核周围的速度场分布对产物晶体有影响。所以我们使用COMSOL软件对比了微反应器和间歇式反应器运行时的体系的速度场和浓度场的分布情况。以达到调控产物晶体的质量的目的。 En savoir plus
模型通过锂电池模块、传热模块、CFD模块的耦合实现。锂电池与传热采用弱耦合形式实现,而传热及流体采用强耦合形式实现。电芯产热与散热满足能量守恒定律。 根据三电极实测数据分别修正不同倍率充电条件电芯全电池电压、正参电压、负参电压,确定电芯动力学参数,完成模型的标定。热源包括正负极柱以及连接片焊接处产生的欧姆热,极组所产生的电化学热。流体属性及入口、出口的边界条件根据特定需求来设置。流体采用湍流中K-ε类型,流体对网格的要求比较高,流体网格需要加密并设置为流体静力学物理场来增加模型的收敛性,模型计算量较大,故采用分离式求解器。充电策略因为以时间作为阶梯充电倍率的转换依据 ... En savoir plus
氢能燃烧值高且无污染,被认为是人类社会摆脱对化石能源依赖的理想能源。目前氢能应用的主要瓶颈是氢存储。而氢存储的主要方式中,金属氢化物因其安全性高,循环性能好的优点,得到广泛的研究。但由于金属氢化物吸放氢反应的热效应、粉末床的传热和传质特性较差等问题,贮氢罐的吸放氢速率下降,成为限制应用的主要因素。最近十几年,贮氢罐吸放氢过程的数值模拟及相关模型得到广泛的研究。通过数值模拟方法可以优化设计贮氢罐,以期满足实际应用中的需求,同时节约设计成本。本文面对贮氢罐的实际指标(吸氢速率1.5 L min-1),采用COMSOL软件中的多孔介质传热、地下流动以及数学模块 ... En savoir plus
钻井时,泥浆滤液会在压力差的作用下侵入到渗透性地层,地层水的饱和度与矿化度发生改变,从而测量的电阻率数值偏离地层电阻率。 长方体模拟地层,三个圆分别模拟供电和测量电极,参数设定坐标。 地下水流模块中Two-Phase Darcy’s Law接口模拟泥浆侵入,两相流体密度和黏度,固体孔隙度与绝对渗透率都通过空白材料赋值,地层上下无流动,设定地层初始压力和流体饱和度,左侧边界设定侵入压力和流体饱和度,右侧边界设定出口压力。 化学模块中的Transport of diluted species in porous media计算泥浆侵入后地层水矿化度 ... En savoir plus
一个疫苗冷链运输箱。利用COMSOL Multiphysics 软件的CFD模块对模型进行仿真,利用冷冻至-8℃的冰盒使疫苗冷链运输箱维持在2~8℃。固体冰发生相变,从而产生冰由固体到固液混合再到液体的过程。在这一过程中,可以观察到融化界面、流体域中的速度分布、温度分布。 几何模型:长方体固体冰被塑性材料(简化成薄层)包覆,竖直置于疫苗冷链箱内进行熔融过程。 边界条件:空气域:环境温度Tamb=293.15[K],相变材料:T= 265.15[K],即冰的初始温度; 物理场接口:层流、流体传热 物理模型:1.流体设置中,为观察到冰盒内流体由温差及自然对流引起的流体流动 ... En savoir plus
马兰戈尼(Marangoni)流是由液体表面张力梯度引起的流体流动现象。流体表面的温度梯度和溶质浓度梯度都可以形成表面张力梯度。本论文研究在一个准二维空间中的液滴由浓度梯度引起的马兰戈尼流。一滴水滴被夹在两个玻璃片之间形成一个薄的圆形液膜。在这个圆形液膜周围构造一个有梯度的有机溶剂(如乙醇)蒸汽浓度场,水滴表面不同位置溶解有机溶剂的量不同从而产生浓度梯度,进而形成马兰戈尼流。或者在溶解有表面活性物质的水滴周围构造不均匀的表面蒸发速率,同样能产生表面浓度梯度和马兰戈尼流。通过使用COMSOL我们可以方便的模拟流体流动,蒸发和稀物质传递相互耦合的问题。首先 ... En savoir plus
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 ... En savoir plus
随着社会进步和发展,能源紧缺的问题日益突出。生物柴油因十六烷值高、无毒、可再生等突出优势正成为新能源开发热点。微波辅助生物柴油制备反应时间短、能耗小、环境污染少,所以设计高效的微波反应釜制备生物柴油势在必行。 针对微波反应器在生产生物柴油时加热不均匀的问题,本文设计了一种可以明显改善微波加热均匀性的夹层釜式微波反应器。然后,再引入能改善物料流体传热的搅拌桨装置。通过电磁场、温度场和流场控制强化液体物料传质传热,进而促进生物柴油的制备。本文所有的仿真工作均通过COMSOL软件进行,分别是用于计算反应器内电磁场分布的“电磁波,频域(emw)”接口 ... En savoir plus
锂离子电池在过充的情况下,由于负极余量不够会在负极表面析出一层锂金属,一方面,析锂会造成大量的锂离子损失,造成内阻增加和容量衰减;另一方面,如果析出的锂继续增长会生成锂枝晶,锂枝晶会刺穿隔膜造成内部短路触发热失控,对电池的安全性造成极大的威胁,因此检测析锂对电池管理系统至关重要。该工作采用COMSOL Multiphysics中的锂离子电池模块,通过增加析锂动力学方程的方法,为26650圆柱形锂离子电池建立了过充条件下的析锂模型,并通过实验进行了验证。通过研究在0.2 C和0.5 C倍率下过充至4.5 V,4.6 V,4.7 V,4.8 V,和4.9 ... En savoir plus