COMSOL 電磁超聲
關注創建者：文同學 創建時間：2019-05-09
COMSOL 電磁超聲的視頻教程
comsol超聲無損探測入門教程視頻
角鋼梁超聲裝置用于固態物（如金屬管）的無損檢測，對于檢測焊接區域及其周圍的缺陷特別有用。工作原理在于在測試樣品中產生折射剪切波，該波被材料中的裂紋反射。 該模型使用彈性波，時域顯式 物理場接口對線彈性介質中的波傳播進行建模。其中利用了幾何裝配和不一致的網格。 本視頻針對這個案例進行講解，有興趣的朋友可以點擊觀看，歡迎加我討論，謝謝。
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COMSOL 電磁超聲的實例教程
0 背景介紹
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。本模型是自己興趣所做，其中相關幾何結構有所出入，模型參考文獻：Air-Coupled Nondestructive Evaluation Dissected。
1 模型介紹
本模型中固體結構為鋁板（長200mm，厚2.28mm），鋁板上下各有1mm厚的空氣層，其中發射端的長度為25mm，法向方向與豎直方向呈14°角，同理接收端類似，由于參考文獻中看不出，二者之間的距離，所以模型建模的過程中有所出入，導致結果有點出入，但是不影響此類仿真方法實施。
2 邊界條件設置
聲固耦合邊界處法向位移和法向應力保持連續，空氣域真空接觸區域為聲輻射邊界，以防止周圍邊界造成的聲波反射影響分析結果，固體鋁板的四個點為固定約束邊界。
3 網格繪制
矩形區域選擇mapped方式進行網格繪制，其余選擇三角形網格繪制，最大單元尺寸為h_max.
4 仿真結果
聲波震動以及固體結構位移
發射端的波形
接收端的波形
由于計算時間稍短，接收端的波形的沒有完全顯示，后續計算的時候可以延長計算時間。
展開 0、研究背景
激光超聲是一種非接觸,高精度,無損傷的新型超聲檢測技術。它利用激光脈沖在被檢測工件中激發超聲波,并用激光束探測超聲波的傳播,從而獲取工件信息，比如工件厚度、內部及表面缺陷，材料參數等等。
本案例主要研究激光作用在物體表面上的熱彈效應。即在較低的吸收率下，表面吸收的熱量不超過物質融化溫度，產生的是短時膨脹過程，與該膨脹相關的應力波絕大部分在彈性范圍內。
1、模型介紹
本模型為一塊矩形鋁板（長×寬：5mm×3mm），選擇2d、固體傳熱、固體力學、多物理場模塊為熱膨脹和溫度耦合。具體如下圖所示，其中固定溫度為室溫。
2、熱通量定義
熱通量是關于時間和位置的函數。
位置函數：
時間函數：
熱通量：an3(x,t)=an1(x)*an2(t)
3、結果分析
熱膨脹引起的振動
熱膨脹引起的振動（高程顯示）
從結果來看，熱應力引起的波可以看到橫波和縱波的存在。總感覺這個模型有說不出來的問題，大家可以一起討論下，以此來進一步完善模型。
歡迎大家隨時交流：
展開 基于comsol的超聲焊接工件
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</div>
</div><p><strong>超聲紅外熱探測技術的無損探傷基本原理：</strong></p><p>1、<strong>發射超聲振動：</strong>超聲紅外熱像技術是超聲波發生器產生電信號，產生短脈沖( 50 ～ 200 ms) 、低頻率( 20 ～ 40 kHz) 的超聲波作用于物體表面，超聲波經過界面耦合在物體中傳播。</p><p><strong>2、驅動損傷區域摩擦發熱：</strong>遇到裂紋、分層等損傷時，在超聲波的激勵下介質損傷兩界面間發生接觸碰撞，質點間的摩擦作用使超聲波產生的機械能轉化為熱能，從而使損傷處及相鄰區域的溫度明顯升高，</p><p><strong>3、紅外成像，發現熱區：</strong>其對應表面溫度場的變化可用紅外熱像儀觀察和記錄。</p><p><br></p><p> 此次采用comsol的固體力學和固體傳熱模塊復現 超聲致裂紋摩擦發熱基本原理。</p><p> 其中兩個模塊耦合采用的是固體力學的接觸-摩擦以及相應的摩擦耗散熱進行。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/d8ea00fe191141a2b3c48429e6dc7a32.gif"></p><p><br></p>
展開 Comsol超聲空化仿真分析氣泡運動 ￥2200
超聲空化是一種重要的物理機理。超聲空化是指液體介質中的微小氣泡核在強超聲波的作用下,氣泡體積經歷生長振蕩而最終迅速崩潰的過程。在超聲空化氣泡的崩潰過程中,會在非常有限的體積內瞬間產生巨大的壓力梯度和溫度梯度,從而引發系列的化學、物理和生物等效應,如對金屬表面的腐蝕,光脈沖輻射的產生,化學反應速率的加快,生物組織結構的改變等。超聲空化過程是眾多空化氣泡的動力學過程,對單一空化氣泡的動態過程研究不僅是研究多個氣泡空化的起點,而且是研究系列超聲空化現象的基礎。
其主要的控制方程如下：
本模型調用系數型邊界偏微分方程和動網格，展示了氣泡在超聲空化過程中的變化：
兩個周期振蕩過程中，氣泡的半徑與初始半徑比值的動態變化。
這是氣泡動能的變化 ，相比較，隨著振動周期，氣泡動能也在增加。
有興趣的可以加我，交流模型。
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<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/c3c9d1423563417396a08eb5d66232c9.gif" style="text-align
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基于comsol的MOS 電磁分布
關鍵詞：微結構器件；禁帶效應；等離子體缺陷；開關調控；電磁波調制
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1.1 基礎理論
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線圈電壓與電流關系
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