COMSOL 熱仿真的案例
移動(dòng)的激光熱源加熱及熱形變仿真（COMSOL) ￥25
<p><strong> 激光加熱及激光焊接非常常見，，如何仿真激光焊接過程的熔深及路徑上的熱應(yīng)變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過兩塊金屬體接縫處的場(chǎng)景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動(dòng)的高斯熱源加熱的場(chǎng)景。</strong></p><p> 本例使用激光功率500W，熱源移動(dòng)速度10mm/s，焊接使用兩塊不銹鋼板。</p><p> 仿真主要流程就是：</p><p>1：定義激光熱源；</p><p>2：定義激光熱源行走路徑；</p><p>3：導(dǎo)入幾何</p><p>4：添加材料；</p><p>5：物理場(chǎng)設(shè)置，包含固體傳熱和固體力學(xué)；</p><p>6：網(wǎng)格劃分；</p><p>7：研究設(shè)置</p><p>8：后處理。結(jié)果可看熔深大小，焊接熱變形，激光行走過程等溫面分布等。
展開 基于COMSOL的熱拓?fù)鋬?yōu)化仿真 ￥500
</p><p>本案例采用COMSOL軟件，基于移動(dòng)漸近線優(yōu)化法對(duì)一初始設(shè)計(jì)域?yàn)檎叫蔚慕Y(jié)構(gòu)，中心有一圓形熱源區(qū)域，進(jìn)行了熱拓?fù)鋬?yōu)化模擬，仿真結(jié)果如下視頻所示：</p><p> <img src="/images/content/youku-case.png"> </p><p><br></p><p>感興趣的朋友可下載模型詳細(xì)了解情況，歡迎交流</p>
展開 Comsol 穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的熱性能仿真
一、模型搭建
新建→模型向?qū)Аx擇三維； 選擇物理場(chǎng)：傳熱→固體傳熱，按增加→研究，選擇研究：預(yù)置研究→穩(wěn)態(tài)→完成；
導(dǎo)入相應(yīng)的二維或三維模型，或者直接在 COMSOL 里自建幾何模型；導(dǎo)入：頂部工具欄：導(dǎo)入，選中幾何 1→選擇單位→導(dǎo)入，最后形成聯(lián)合體→全部構(gòu)建；
可在右側(cè)框內(nèi)搜索要添加的材料，然后“增加到選擇”；或者添加空材料，去選擇一個(gè)域，然后材料屬性目錄下會(huì)出現(xiàn)做該仿真必要的參數(shù)，輸入?yún)?shù)即可；材料分配及屬性如下。
第一種材料：
第二種材料：
第三種材料：
二、施加載荷
點(diǎn)擊初始值 1：溫度默認(rèn)單位 K，可修改為℃； 熱絕緣 1：默認(rèn)選擇所有邊界； 右鍵“固體傳熱”，添加溫度，邊界選擇輸入載荷的區(qū)域；
左側(cè)溫度
右側(cè)溫度
上下兩側(cè)熱絕緣
三、穩(wěn)態(tài)計(jì)算
點(diǎn)擊“研究”開始計(jì)算，仿真完成后，結(jié)果下面自動(dòng)出現(xiàn)“溫度”；點(diǎn)擊溫度→體，出現(xiàn)仿真結(jié)果圖；可通過派生值→全局計(jì)算，計(jì)算自己所需要的值。
四、瞬態(tài)計(jì)算
右側(cè)任務(wù)欄：預(yù)置研究→瞬態(tài)； 研究 2 →步驟 1：研究設(shè)定； 時(shí)間單位：可設(shè)置為 s；時(shí)間：設(shè)置仿真時(shí)間范圍及步長；
仿真完成后，結(jié)果下面自動(dòng)出現(xiàn) “溫度”； 點(diǎn)擊溫度→表面。出現(xiàn)仿真結(jié)果圖。可看到溫升變化，和穩(wěn)態(tài)保持一致； 派生值，右鍵，“體最大值”，會(huì)在仿真圖下方出現(xiàn)“表格 2”，自動(dòng)將時(shí)間和溫度的對(duì)應(yīng)變化列出來；
中間區(qū)域隨時(shí)間溫升情況
有問題聯(lián)系：
展開 基于COMSOL的礦用負(fù)荷電纜熱路模型仿真分析
摘 要：為了準(zhǔn)確分析礦用負(fù)荷供電線纜的溫度變化情況，基于電纜熱路分析法建立了礦用電纜仿真模型。分別模擬了電纜在正常狀態(tài)、老化以及絕緣層損傷時(shí)溫度場(chǎng)與電場(chǎng)的分布情況。分析結(jié)果表明：電纜在正常狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)最大，線芯溫度最高；隨著絕緣介電常數(shù)的下降，電纜內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)增大、溫度升高。通過分析不同情景的電纜場(chǎng)強(qiáng)與溫度場(chǎng)分布，其結(jié)果可為煤礦負(fù)荷電纜的溫度監(jiān)測(cè)以及電纜壽命預(yù)測(cè)等提供一定的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：礦用電纜;溫度場(chǎng);電場(chǎng)強(qiáng)度;電纜老化;電纜受損;
0 引言
礦用電纜的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)乎礦井供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全生產(chǎn)。由于煤礦井下環(huán)境惡劣，老化、高溫、受潮、破損等原因加速了電纜絕緣老化、性能降低，進(jìn)而引發(fā)事故。電纜引起的火災(zāi)具有發(fā)生迅速、傳播快、且產(chǎn)生大量有毒有害氣體的特點(diǎn)。溫度是影響電纜絕緣性能的因素之一，電纜導(dǎo)體溫度決定其傳輸能力，當(dāng)交聯(lián)聚乙烯電纜線芯達(dá)到一定溫度時(shí)就有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。因此，研究人員開展了對(duì)電纜溫度監(jiān)測(cè)的研究，但大多是針對(duì)電纜溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并未深入研究溫度對(duì)線纜狀態(tài)的影響規(guī)律，而電纜運(yùn)行狀態(tài)及壽命與其長期運(yùn)行的溫度密切相關(guān)。
因此，本文從正常狀態(tài)、老化以及絕緣層受損3種場(chǎng)景進(jìn)行電纜溫度場(chǎng)與電場(chǎng)分布規(guī)律研究，研究結(jié)果可以更好地進(jìn)行電纜溫度監(jiān)測(cè)，以保障煤礦井下穩(wěn)定供電。
1 礦井線纜仿真
(1）模型建立
由于電纜負(fù)荷電流變化引起的溫升只與電纜自身參數(shù)有關(guān)，因此，與穩(wěn)態(tài)熱路模型不同，分析電纜暫態(tài)熱路模型時(shí)需要考慮電纜不同結(jié)構(gòu)的熱容量，根據(jù)MYJV22-8.7/10 k V 3×50 mm2電纜的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)，基于電纜熱路分析法在COMSOL軟件中建立仿真模型。其參數(shù)如表1所示。
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comsol熱流仿真分析服務(wù)
985碩士研究生畢業(yè)，主要從事comsol數(shù)值仿真工作，研究方向包括：多孔介質(zhì)傳熱、裂隙巖體滲流傳熱、固體傳熱、湍流傳熱、非等溫管道流傳熱、熱固耦合等方向。可提供模型調(diào)試，咨詢，論文指導(dǎo)，論文寫作等服務(wù)。
基于comsol的腫瘤微波熱療法仿真分析 ￥2350
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p><img src="http://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202009/c092fec7e78a4c5092841656232ee028.gif" alt="腫瘤消融.gif"></p><p><br></p><p> 腫瘤熱療法通過對(duì)腫瘤組織局部加熱來治療癌癥，通常還配合進(jìn)行化療或放療。對(duì)深 部腫瘤進(jìn)行選擇性加熱而不破壞周圍組織這種方法存在以下幾方面挑戰(zhàn)： ? 對(duì)加熱功率和加熱空間分布的控制 ? 溫度傳感器的設(shè)計(jì)和安置 在可用的加熱技術(shù)中，射頻加熱和微波加熱引起了臨床研究人員的廣泛關(guān)注。微波凝 固療法是將細(xì)長的微波天線插入腫瘤的一種技術(shù)。微波對(duì)腫瘤加熱，產(chǎn)生凝固區(qū)，殺 死其中的癌細(xì)胞。
展開 基于comsol的復(fù)合材料熱變形仿真分析 ￥2890
image_process=/format,webp/resize,w_219" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/03e781d7307845c1b317891388404144.jpg" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" style="max-width: 100%; display: block; margin: 0px auto; cursor: zoom-in; color: rgb(25, 27, 31); font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif; font-size: 18px; text-align: center; background-color: rgb(255, 255, 255);"></div><div contenteditable="false" width="100%"><br></div><p><br></p><p>幫忙多關(guān)注我，后續(xù)會(huì)有更為詳細(xì)的教程更新！！
展開 COMSOL進(jìn)階課程：換熱器三維仿真
COMSOL進(jìn)階課程：換熱器三維仿真 COMSOL Masterclass: 3D simulation of a heat exchanger 發(fā)布年份：2026 課程時(shí)長：1小時(shí) 文件大小：579.6MB 語言：英文 課程內(nèi)容 本課程從零開始搭建管殼式換熱器完整三維仿真模型，
基于COMSOL的微米激光復(fù)合材料熱應(yīng)力超聲波仿真 ￥1000
本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請(qǐng)與我溝通交流。
基于comsol的熱流光學(xué)耦合的紋影法仿真 ￥1600
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p> 紋影法一種常用的光學(xué)觀測(cè)方法。其基本原理，是利用光在被測(cè)流場(chǎng)中的折射率梯度正比于流場(chǎng)的氣流密度進(jìn)行測(cè)量，廣泛用于觀測(cè)氣流的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%BE%B9%E7%95%8C%E5%B1%82/4859516" rel="noopener noreferrer" target="_blank">邊界層</a>、燃燒、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%BF%80%E6%B3%A2/825784" rel="noopener noreferrer" target="_blank">激波</a>、氣體內(nèi)的冷熱對(duì)流以及風(fēng)洞或水洞流場(chǎng)。</p><p> 原理：利用光在被測(cè)流場(chǎng)中的折射率梯度正比于流場(chǎng)的氣流密度的原理，將流場(chǎng)中密度梯度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)橛涗浧矫嫔舷鄬?duì)光強(qiáng)的變化，使可壓縮流場(chǎng)中的激波、壓縮波等密度變化劇烈的區(qū)域成為可觀察、可分辨的圖像，從而記錄下來。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/85558facf5fd4d63b506f2433da4251d.gif"></p><p><br></p><p><br></p><p>此次用comsol搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的紋影法的光路，在凹面鏡的焦距前方發(fā)射光源 ，在焦距后方接收。
展開 基于comsol熱黏性聲學(xué)模塊仿真聲學(xué)超材料的聲學(xué)特性
圖1.傳統(tǒng)微穿孔板與聲學(xué)超表面的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2.論文中阻抗分析和數(shù)值模擬的吸聲系數(shù)曲線
數(shù)值模擬：
在comsol中利用熱黏性聲學(xué)接口對(duì)聲學(xué)超材料的聲學(xué)特性進(jìn)行仿真分析。建立的幾何模型如下所示。
圖3.幾何模型的構(gòu)建
吸聲系數(shù)曲線的數(shù)值模擬值如下所示：
圖4.數(shù)值模擬中的吸聲系數(shù)
理論計(jì)算：
通過聲電類比法計(jì)算得到聲學(xué)超表面的吸聲系數(shù)，其理論計(jì)算如下：
首先由經(jīng)典的微穿孔理論得到吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻抗和吸聲系數(shù)：
yc為環(huán)繞型腔體的等效聲阻抗：
在計(jì)算軟件中導(dǎo)入吸聲系數(shù)理論計(jì)算的公式，從而計(jì)算出吸聲系數(shù)曲線
吸聲系數(shù)曲線的理論計(jì)算值如下所示
圖5.理論計(jì)算得到的吸聲系數(shù)
綜上，理論計(jì)算和數(shù)值分析的吸聲系數(shù)曲線具有很好的一致性，同時(shí)與論文中的結(jié)果完全相同。
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”聯(lián)系我們
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基于COMSOL的鉆孔切削過程移動(dòng)熱源熱仿真分析 ￥300
本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請(qǐng)與我溝通交流。
淺析“碳中和”戰(zhàn)略中鋰電池熱失控機(jī)理、COMSOL仿真和對(duì)策
3、模型
根據(jù)以上控制方程，采用COMSOL Multiphysics 軟件的偏微分方程模塊進(jìn)行建模，為了便于計(jì)算，對(duì)電芯做了一些假設(shè)：
忽略電芯內(nèi)部實(shí)際細(xì)節(jié)；
忽略火焰的影響；
忽略電芯內(nèi)部物質(zhì)變化；
利用COMSOL Multiphysics 軟件，建立幾何模型，設(shè)置偏微分方程，設(shè)置參數(shù)，設(shè)置網(wǎng)格，求解和處理。
教程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c16490
基于上述基礎(chǔ)模型，擴(kuò)展研究分別建立了32650單體熱濫用失控仿真模型、軟包模組的熱失控蔓延模型、軟包單層穿刺熱失控模型等等。
① 32650單體熱濫用失控仿真模型
熱失控溫度峰值時(shí)候，模型展示的溫度分布。右邊展示了仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比。
在此模型基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究了不同電芯初始容量對(duì)熱失控的影響。
電芯初始容量越高，熱失控的峰值溫度越高，對(duì)后續(xù)的蔓延有一定的影響。
② 軟包模組的熱失控蔓延模型
原文鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1794975
實(shí)驗(yàn)采用三顆三元軟包電池，從左到右編號(hào) 1,2,3 。
對(duì)1號(hào)電池單側(cè)加熱直到熱失控，電芯之間采用不同厚度的隔熱物質(zhì)，模型定量的計(jì)算了電芯之間蔓延的時(shí)間，分析不同厚度、不同屬性的隔熱物質(zhì)對(duì)蔓延時(shí)間的影響。
這個(gè)模型是未來進(jìn)行熱失控阻斷的基礎(chǔ)模型，也可以使用在對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練上，幫助機(jī)器學(xué)習(xí)算法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熱失控。
展開 基于comsol的三相變壓器電磁、熱、固、噪聲多物理場(chǎng)耦合仿真分析 ￥4500
</p><p><br></p><p> 此次采用Comsol制作了三相變壓器 電磁、熱、固、噪聲多物理場(chǎng)耦合模型，分析三相變壓器在多次諧波工況下的表現(xiàn)。</p><p><br></p><p>磁通密度分布</p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202103/b099017da79a47fe99815fa842e6d1a7.gif" height="356" width="508"></p><p><br></p><p>變壓器線圈的電流電壓表現(xiàn)：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png" title="QQ圖片20211217113513.png" alt="QQ圖片20211217113513.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202112/4e5e972d90084597b806611d2541b7b3.png?
展開 COMSOL鋰電池技術(shù)仿真與應(yīng)用(九)鋰電池電-熱-力-相全耦合模型搭建與應(yīng)用
在紐曼框架基礎(chǔ)上，可以耦合各種其他物理過程方程來擴(kuò)展模型的能力(應(yīng)對(duì)紐曼模型描述不了的場(chǎng)景)
電熱耦合
電化學(xué)-熱耦合模型是基于電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)熱而建立的電池模型，在紐曼模型的框架上耦合固體傳熱接口，主要用于模擬電池的溫度變化分布情況。鋰離子電池電化學(xué)-熱耦合模型由兩部分組成：研究電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的電化學(xué)模型以及描述電池溫度分布的熱模型。這兩個(gè)部分分工明確并相互耦合。首先，電化學(xué)模型計(jì)算出發(fā)熱功率，然后將發(fā)熱功率傳遞給熱模型，熱模型根據(jù)發(fā)熱功率計(jì)算出溫升，然后將此時(shí)電池溫度傳遞給電化學(xué)模型中受溫度影響的各參數(shù)，以此互相耦合實(shí)現(xiàn)電池的電壓和溫度模擬。電化學(xué)-熱耦合模型涉及的理論方程也分為兩部分，一部分是電化學(xué)模型所用 到的電荷守恒、質(zhì)量守恒以及電極動(dòng)力學(xué)，另一部分是熱模型構(gòu)建所用的結(jié)合生熱、傳熱與散熱的能量守恒關(guān)系。兩部分相互耦合，使得模型能夠準(zhǔn)確地反映出電池的電化學(xué)性能與熱性能，示意圖如下。?
電力耦合
電化學(xué)-力耦合模型基于電化學(xué)插層反應(yīng)而建立的電池模型，在紐曼模型的框架上耦合固體力學(xué)接口，主要用于模擬電池的內(nèi)部應(yīng)力變化分布情況。
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