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改进拉链式压裂技术是将拉链式压裂和交替压裂相结合,第2口井中产生的裂缝处于第1口井产生的两条裂缝之间,具有更大的应力干扰作用范围,储层改造体积更大。在开采过程中,两口井裂缝区域存在缝间干扰,明确裂缝干扰区域的渗流场及基质、裂缝间地层压力变化规律十分重要,对压裂施工中压裂位置的优化具有重要意义。 忽略储层厚度及温度的影响,采用二维模型,建立了页岩基质,天然裂缝,人工裂缝的多重介质渗流耦合模型,描述了页岩气生产过程中的页岩气流动状态。改进拉链式压裂井模型如图1,地层为300m×400m的矩形区域,人工主裂缝间距50m,井筒近似为直线,二者差集为图1的模型 ... En savoir plus
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
车载动力锂离子电池通常采用层叠式结构来提高电池容量,减小体积。层叠式结构的电池通常将正负极耳布置于电池顶端,这种布置方式导致电池沿平面方向温度分布不均。为研究电池温度变化与分布特征,以10Ah磷酸铁锂电池为研究对象,通过耦合质量、电荷、能量及电化学动力学方程,建立了三维分层电化学-热耦合模型。仿真结果表明,在放电过程中,极耳与极板连接区域电位分布与电流密度分布都存在明显的分布梯度,且在正极极耳处电流密度值最大,温升最高,放电结束时温升达到最大值8℃。电池不同位置的温升速率不同,放电前期,靠近极耳区域的温升速率较大,远离极耳处温升速率较小;随着放电过程的深入 ... En savoir plus
锂离子电池的充电性能受环境温度影响较大,低温条件下充电极化电压升高充电容量下降的问题一直限制了锂离子电池的发展。本文以电化学反应动力学、质量守恒、电荷守恒和能量守恒为理论基础,利用COMSOL软件建立基于LiFePO4/石墨锂离子电池的电化学-热耦合瞬态计算模型,研究了-5℃、-10℃、-15℃三个低温条件下,锂离子电池充电过程中端电压和正极液相扩散极化电压随SOC的变化规律,并进一步通过提出表征这种极化的变量Pdpe,定量分析了低温条件对正极液相扩散极化的影响,最后通过电解质盐浓度和电解质电流密度分析极化变化的原因 ... En savoir plus
基于电化学-热耦合模型,模拟了常温条件下 LiFePO4 /Graphite 锂离子电池的放电过程,并对电池内部正负电极各个位置的电化学反应速度演化规律进行了模拟计算研究。结果表明:放电过程中电极各处的反应速率不同,且是动态变化的。 Electrochemical Thermal Model Based Research for Electrochemical Performance of Lithium Ion Batteries Jia Ming, Tang Yiwei, Cheng Yun, Du Shuanglong, Li Jie (School of ... En savoir plus
NMC523电池因为其较高的容量,已经逐渐应用于动力电池行列,但是锂离子电池在使用过程中的不合理容易引发热失控事故。这项模拟工作是来验证探讨NMC523电池针刺热失控中的机理。模拟过程中用到COMSOL化学反应工程模块、全局常微分方程模块。通过模拟,能够看到针刺过程中电池电压变化以及跟随的温度变化。这项模拟工作参考了部分主流杂志的模拟思路,也融合了自己的理解从而进行建模计算。此次模拟能够为电池针刺热失控机理探究提供思路,也能够为正确使用锂离子电池提供建议。 En savoir plus
电磁辐射对燃油危害是加油站、炼油厂、油气基地等大型设施禁用手机和其他无线通讯设备的重要原因。不同于静电对燃油蒸气的危害,本文的研究重点在于分析不同频率下的射频放电击穿特性。基于射频等离子体鞘层模型,通过多物理场仿真,分析了12M~300MHz频率下的氩气射频放电过程。仿真结果表明,当激励频率大于雪崩击穿临界频率时,两侧极板附近会形成随激励周期变化的鞘层区,中心区域为准电中性的等离子体区。同时,当激励频率远小于等离子体频率时,鞘层会促进极板附近的γ电离过程;随着频率增大,鞘层特性会逐渐退化,而中心区域的α电离过程会增强。此外,放电特性曲线表明,频率越高,板间放电电压越小 ... En savoir plus
在振动仿真中,网格量永远是考验工程师的重要问题,虽然计算机性能的提高可以解决一部分计算量问题,但这远远不够。一种有效的方式是进行二维计算,COMSOL Multiphysics® 中也有二维轴对称的几何维度,这极大地方便解决轴对称目标问题。但是由于空间维度的限制,只有当研究目标和其激励均为轴对称的情况才可以应用,这极大地限制了二维轴对称的应用。 在研究中,提出了一种针对二维轴对称目标的算法,以水下弹性结构声散射为例,建立了轴对称目标非轴对称载荷的模型。将需要三维建模计算的模型改为仅需要建立二维轴对称模型即可,大大降低了计算量。 在 COMSOL 的应用中 ... En savoir plus
本篇文章使用COMSOL二维以及二维轴对称模型下的压力声学-频域模块,分别仿真了点声源和线声源在不同复杂液态海底地形环境下的声传播模型。以此来对比COMSOL有限元法相对与传统数值仿真方法在处理复杂海底模型下的准确性。 在所仿真的结果中,当声源处于点声源条件下时,使用二维-压力声学模型,海底环境为倾斜的液态海底。由于在二维模型下,声源可以设置在二维图形的任意区域,本文将声源位置定于所仿真水体层的中央。通过观察发现,在小倾斜角、海底与海水的阻抗比较小的情况下,由于在上坡和下坡部分后向散射对声场的影响都比较小 ... En savoir plus
基于 Level-Set 界面跟踪方法建立了激光熔覆过程的三维瞬态数值模型,研究了瞬态熔化和凝固过程中传热传质的演化规律。该模型使用 Level-Set 方法跟踪熔池气/液界面,采用焓-多孔度(enthalpy-porosity)方法得到了固/液界面之间的糊状区,并考虑了质量添加、材料熔化/凝固、热毛细效应(Marangoni效应)、浮力效应、活性元素质量传输等对熔池流动和界面的影响。通过该模型,具体分析了质量添加、力和界面平衡条件对熔池气/液界面的影响,以及由熔池温度/浓度分布引起的热毛细效应、金属材料的熔/凝过程和熔池流动形式对熔池固/液界面的影响。结果表明 ... En savoir plus