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细胞分离对于研究细胞性质和疾病的诊疗至关重要。利用倾斜角度声波声表面波驻波(TaSSAW)器件可以很好地实现粒子和细胞的分离。然而,目前缺乏一种系统的理论来分析TaSSAW装置中的粒子运动,和分离距离。在这篇文章中,我们利用理论推导和模拟仿真系统性地研究了粒子在TaSSAW中的运动情况。我们先通过理论分析,得到了粒子的两种运动模式的解析表达式,以及它们的阈值。然后利用COMSOL Multiphysics 对TaSSAW中的粒子声泳进行模拟,得到了的结果与理论分析相符合。我们先将声表面波器件的模型进行简化为二维。然后利用压力声学接口在频域求解了不同倾斜角度的声表面驻波场 ... En savoir plus
复合电极(即电极中至少含有两种活性材料)被广泛采用于锂离子电池设计中。但是,实测复合电极的周期长,且现阶段还没有一种准确度高且简单实用的复合电极开路电势曲线的仿真方法。 本模型使用锂离子电池模块。步骤1:建立以复合电极为工作电极、锂为对电极的半电池的一维有限元几何模型;步骤2:定义所述半电池的材料参数和边界条件;步骤3:对半电池的一维几何模型进行网格划分;步骤4:运算,获得半电池的开路电势曲线,即复合电极的开路电势曲线。通过以上步骤获得的复合电极OCV曲线可放进COMSOL材料库,作为全电池的电极(正极或负极)OCV曲线。 En savoir plus
锂离子电池在首次充电过程中,电解液会在石墨等负极表面还原分解,形成固体电解质相界面(SEI膜),永久地消耗一部分来自正极的锂,造成首次充放循环的库仑效率偏低。通过预锂化对电极材料进行补锂,抵消形成SEI膜造成的不可逆锂损耗,以提高电池的容量和能量密度。为了研究石墨等负极预锂化过程,本文利用COMSOL软件建立石墨阴极和锂金属阳极二维电化学瞬态模型,基于锂离子电化学反应动力学、物质传递与扩散等过程,研究石墨阴极不同位置锂离子的浓度分布情况,分析电流密度和温度对石墨预锂化的影响。结果表明电流密度越大,浓差极化越大,造成石墨不同位置的嵌锂浓度分布极不均匀 ... En savoir plus
节能、高效、紧凑已经成为制冷空调行业的发展趋势,其中强化换热技术尤为关键。因此,本文采用COMSOL软件对微型错排管换热器进行了建立二维模型,基于瞬态模型,采用流动和传热模块进行有无交变压力波的数值模拟分析。结果发现随着交变压力波的添加大大增加了速度场、压力场及温度场的波动情况,使得管内工质边界层破坏降低了传热的热阻综合空化链式理论,交变压力波能够起到强化传热的作用,提高了制冷效率,有利于推动制冷行业的发展。 En savoir plus
鉴于煤岩体“孔—裂隙”双重介质属性,利用COMSOL软件建立了含有孔、裂隙结构的煤岩基质细观结构模型。在模型中采用固体力学模块、层流模块、达西定律模块以及稀物质传递模块,通过自定义参数耦合和边界耦合的方式实现了多物理场的相互耦合作用。针对不同裂隙入口气压情况进行了数值模拟计算和分析,结果表明在裂隙壁附近应力过渡明显,渗透率变化显著,极易发生损伤破坏。研究发现模型中存在某一临界位置,在其两侧渗透率随入口压力的变化规律相反,即模型中距裂隙边界一定范围内的煤岩基质渗透率随入口压力的增大而逐渐减小,但在此范围外的煤岩基质渗透率随入口压力的增大反而逐渐增大 ... En savoir plus
在微波加热中,其加热效率及加热均匀性一直是研究的热点问题。本文利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件的RF模块对一个长方体谐振腔的电磁功率分布进行仿真研究。对谐振腔内环氧树脂材料负载上的电磁功率、功率变异系数以及归一化体积等特征值进行对比分析,研究改变腔内金属隔板的几何形状、尺寸对负载加热效率及加热均匀性的影响。仿真结果表明:在谐振腔内部增加金属板能够提高加热效率,隔板几何的变化会影响加热效率和加热均匀性。最终文中给出了当隔板分别为正方形、圆形时,获取加热效率较高同时加热均匀性较稳定对应的隔板参数设置。研究结论可以为谐振腔的设计提供指导意见。 En savoir plus
随着城市化的发展,城市下垫面的改造引起城市微气候的改变,比如温度、风速等,这些参数主要受建筑结构、材料、排列方式的影响,在夏季,城市地区温度比周围乡村地区温度高,这种现象也称为城市热岛效应,在全球范围内,这种热岛强度(城乡空气温度差)范围从0.6℃到12℃不等。城市热岛影响人的舒适性和健康,也会加大城市的能源消耗,因此,减少城市多余热量是城市规划者需要考虑的重要因素。此模型采用解决空气与建筑表面和地面热对流传输的CFD模型和解决建筑表面和地面与天空之间短波和长波辐射交换的RAD模型,CFD模型采用雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程,考虑热效应的影响 ... En savoir plus
环境污染问题日益严重,新能源汽车将逐渐成为汽车工业发展的新方向,而动力电池作为整个电动汽车的驱动核心,其安全性和使用寿命受到广泛关注。动力电池组在大倍率充放电时内部化学反应加剧,各单体电池温度急剧升高,电池单体之间的不一致性加剧,容易引发热失控等一系列安全事故。本工作采用COMSOL Multiphysics有限元软件对圆柱卷绕式锂离子电池建立3D电化学-热平均耦合有限元模型,将电化学模型与热模型结合分析电池的电化学特性以及热行为,最终建立一个安全可靠的热管理系统。 首先使用COMSOL软件的“电池与燃料电池模块”和“传热模块”这两个模块和“锂离子电池接口” ... En savoir plus
随着高压直流输电技术的发展,直流气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)因其具有占地面积小、可靠性高、维护少等优点已得到越来越多的关注。相比交流GIS,直流GIS绝缘介质表面存在严重的表面电荷积聚问题,导致其沿面闪络特性下降,制约着直流开关设备的工程应用。为了研究直流 GIS 绝缘子绝缘特性,采用 COMSOL 分析软件,基于有限元理论,在考虑绝缘介质阻容模型的基础上,建立了直流 GIS 柱式绝缘子的电场模型,根据此模型,研究了绝缘介质不同材料特性、加压等级在交直流场下的分布规律,并进行了试验验证,为高压开关设备直流绝缘设计优化提供了技术支撑和理论依据。 En savoir plus
金属丝织物声衬是应用于航空发动机短舱的新型降噪声衬,由金属丝网、穿孔板、蜂窝腔和背板组成,其中孔径仅有几十微米的金属丝网对声衬的声学性能有重要影响,因此探究金属丝网小孔内部的声场以及金属丝织物声衬内部的声场对于其降噪机理与声学特性的研究有重要意义。本文利用COMSOL中的CFD模块(高马赫数流动接口)直接求解时域下的NS方程组,对二维金属丝织物声衬在高声强下的声场进行仿真,入口处设置正弦变化的脉动压力以模拟声波入射,金属丝网小孔壁面与穿孔板小孔壁面设置为无滑移边界条件,其余计算域边界为滑移边界条件,时间推进格式选择二阶BDF格式。本文还从计算结果中提取测点处的压力信号 ... En savoir plus