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高温超导磁悬浮现象自发现以来,以其独特的无源自稳定优势被广泛应用于超导轴承、飞轮储能和轨道交通等领域。随着高速磁悬浮应用的发展和需求,关于高温超导磁悬浮在动态运行下的悬浮特性研究变得尤为重要。本文借助COMSOL Multiphysics软件,耦合AC/DC模块和传热模块,基于磁场强度H法和非线性幂指数E-J关系,建立了悬浮于环形永磁轨道上方的高温超导块材三维实体模型。通过设置轨道的上下振动来模拟超导块材高速运行下受到的轨道不平顺带来的交变磁场的影响。仿真以高温超导块材磁-热-力耦合特性为切入点,研究了在变化外磁场下超导块材悬浮性能及其内部温度变化情况 ... En savoir plus
当高温超导体内部出现温升时,其临界电流密度会发生改变。为探索这种温度效应对高温超导磁悬浮的影响,本文利用COMSOL软件,结合AC/DC 模块及传热模块,建立了悬浮于永磁轨道上方的高温超导块材二维实体模型,以磁轨的小幅振动模拟轨道不平顺。模型基于非连续性超导体E-J磁通流动与蠕动电磁本构关系,考虑不同温度-临界电流密度Jc(T)关系表达式,研究了高温超导块材在磁场不平顺激扰下的磁-热-力动态行为特性。并探究了不同Jc(T)关系对仿真模型求解效率及收敛性的影响。该工作将为高温超导磁悬浮磁-热效应及能量损耗问题的研究提供一定的仿真手段。 En savoir plus
精确监测电缆载流量对海南联网系统500 kV海底电缆的规划和运行具有重要意义。目前进行载流量计算的方法主要分为三类:解析法、数值解法和试验测试法。数值解法是进行海底电缆温度场分析时最常用的方法,其中有限元法能很好的模拟各敷设情况下电缆的实际运行情况,省去了实地测试成本,又保证了计算精度。本文利用COMSOL仿真软件研究了一种基于分布式光纤传感技术的海底电缆载流量多物理场仿真方法。 根据海南500kV海底电缆敷设的实际情况,建立四种不同的仿真模型,分别为空气裸露段、登陆段、潮间带和海床。根据不同模型中海底电缆、光缆的物理参数和外部环境物质的材料设置边界条件 ... En savoir plus
传统的微波加热存在加热不均匀加热效率低等问题,对此本文提出了一种微波四端口扫频加热模型。通过使用四个端口馈入能量和使用变化的频率来提高加热的均匀性和效率。微波加热的过程是一个电磁场与固体传热场相互耦合的过程,通过COMSOL软件与MATLAB软件的联合调用实现了四个微波馈口的频率时变微波加热的数值分析。并通过NPA的计算优化了网格,最终通过实验验证了仿真的准确性与可靠性。 仿真模型如图1所示,被加热的物质为45mm45mm15mm的土豆块,土豆块放置在腔体底部中央的聚四氟乙烯托盘上。微波四个侧面个连接BJ26波导,微波通过波导传输到腔体中 ... En savoir plus
摘要:磁性元器件广泛应用于开关电源系统中,例如:变压器用于电磁能量变换,起到隔离、电压变换等作用;电感器用于储能、吸收电磁干扰等作用。现如今,简单的依靠以往粗略的经验公式或者解析表达式已经不能精确的计算出实际的频率、阻抗和损耗等特性,且很难解决电感器的各类特性和体积间的优化设计。针对此问题,采用COMSOL Multiphysics 多物理场耦合仿真软件。基于案例库中电感器三维建模的案例,根据电感器实物进行三维建模,利用AC/DC磁场(mf)接口和线圈几何分析,得到了在实际工程应用中指定材料和频率范围下的阻抗、电感量、磁场强度分布、热应力和趋肤效应等参数值 ... En savoir plus
无线电能传输技术在电力、能源和汽车等领域得到了越来越广泛的关注与应用。目前随着电力和电子产品功能的完善与升级,对电能功率的需求日益增强,无线电能传输技术为匹配这些需求,正朝着大功率和远距离的趋势发展。但是功率的加大,线圈损耗功率往往也随之增大,线圈损耗造成的线圈温升,线圈的温升会带来系统绝缘老化和系统性能降低等一系列问题,因此无线电能传输技术线圈温升的计算与预测对于无线电能传输系统设计有着非常重要的意义。 本文以COMSOL Multiphysics 仿真计算平台为基础,使用AC/DC模块、固体和流体传热和层流模块搭建无线电能传输有限元计算模型,AC ... En savoir plus
目前广泛使用延性金属网作为碳纤维增强复合材料(CFRP)的雷击直接效应防护手段。在防护设计中,为了在加强防护效果和减轻部件重量之间取得最优设计,需要研究被防护部件铺设不同规格延性金属网时的电流和温度分布。但延性金属网的网格尺寸与被防护部件尺寸之间的存在巨大差异,精细建模时需要大量计算资源。本文对延性金属网建立一体化的雷击热损伤等效模型,推导出等效模型所需要的电导率、热容、导热系数、密度等参数,并将等效模型计算结果与试验结果进行对比。对比结果表明:本文所用的等效仿真方法可以有效反映各规格金属网的烧蚀程度,铺设金属网能提供有效的雷击直接效应防护 ... En savoir plus
微波加热技术现已广泛应用于岩石工程和地下工程等领域,例如岩石粉碎、非常规油气开采等领域。国内外学者也对此进行了大量的研究,但是微波破岩机理尚不明确,特别是微波照射下不同矿物成分相互作用机理不明确。微波破岩是一个电磁-热-力相互耦合过程。本项研究借助于COMSOL的RF模块、固体力学模块、固体传热模块及COMSOL with Matlab。建立了不同尺度的数值计算模型。在大尺寸模型中揭示了微波照射时间与温度的关系,并与试验结果对比。在小尺度模型中,研究微波照射下不同矿物的破坏机理,相关研究成果已撰写一篇SCI论文(审稿中)。 En savoir plus
本课题针对“三河市汇诚光机电有限公司”生产的热牵伸辊存在的加热线圈易烧断问题进行了理论分析和软件仿真,从理论上分析了磁场和涡流的分布规律,并基于电磁场与温度场耦合计算方法,对设备的温度分布进行研究,最终通过磁场与温度场耦合计算方法,模拟计算热辊电磁加热条件下的涡流分布与传热。通过COMSOL Multiphysics建立热牵伸辊二维和三维物理模型,进行了多物理场设置,边界条件的设定和材料参数的选定,用有限元法计算热牵伸辊在不同材料下的不同部位的磁通密度模、感应电流(涡流)以及热功率和温度,讨论了辊筒和线圈的热量分布,分析了热牵伸辊线圈寿命短的原因 ... En savoir plus
飞机燃油系统雷电防护是飞机设计中需要考虑的一个重要部分。用实验方法研究成本较高,且周期长,数值仿真方法具有明显的优势。本文基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立内部带有液压管和燃油管的燃油箱系统模型。通过电-热耦合仿真考察雷电流在燃油箱上的传导路径,根据电流分布及温度分布给出成为潜在点火源的位置。进而对比研究了两端是否屏蔽对燃油系统上雷电流物理特性的影响。仿真结果表明:飞机燃油箱系统遭受雷击时,成为潜在点火源的位置有卡箍边沿、17号肋与燃油管和液压管连接处、燃油管和液压管以及桁条上距离16号肋和18号肋上开孔较近的地方 ... En savoir plus