COMSOL電流模擬的案例
使用 COMSOL 軟件模擬分析鉛酸蓄電池設計中的電流分布
得益于大功率重量比、低廉的成本以及基于反向電流的可再充電的能力，鉛酸蓄電池在汽車和電力工業得到了廣泛應用。
汽車中的鉛酸蓄電池。圖片由 Frettie 提供。獲得 CC BY 3.0 許可，通過 Wikimedia Commons 分享。
雖然自 Planté 的時代以來，鉛酸蓄電池的基本工作原理沒有改變，但現代產品應用仍然存在分析與改進的空間。優化鉛酸蓄電池板柵的設計可以提升其性能、增加使用壽命并減輕重量。一種優化方法是借助電化學建模。
使用 COMSOL? 軟件模擬鉛酸蓄電池
使用 COMSOL Multiphysics? 軟件以及附加“電池與燃料電池模塊”，您可以創建鉛酸蓄電池的數值分析幾何模型。本文選擇半電池作為示例，它由板柵、極耳和被電解質域包圍的多孔電極矩陣組成。仿真評估了半電池在 100 A 大電流放電下的性能。
半電池模型的幾何形狀。
一次電流分布 接口是“電池與燃料電池模塊”中的一組預定義的建模功能，可用于模擬半電池中的電流分布。在使用一次電流分布 接口進行建模時，影響電池性能的因素包括：
電解質和電極的電導率
電流密度
電池幾何結構
此例忽略了質量傳遞和電極動力學的貢獻。考慮到電池的電解質濃度足夠大，（在指定電流密度下）不會隨時間發生顯著變化，而且電荷轉移電阻的貢獻相比于電解質電阻較小，所以此接口是電池建模的明智選擇。如果一次電流分布 接口使用一組特定的電池材料和特定的化學物質，電池的幾何結構則成為電勢場的唯一決定因素。此外，此接口的底層物理場不包含非線性表達式，這意味著它不僅易于求解，而且可用于在創建復雜電池模型之前確定其近似值。
展開 Comsol小技巧| 8-在Comsol中如何設置電流隨時間變化的分段函數？
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在 Comsol中，如何設置電流隨時間變化的分段函數？
可以采用邏輯表達式的方法，將電流寫成類似 I=I1*(t>=0 & t<=600)+I2*(t>600 & t<1200)+I3*(t>=1200 & t<=1800)的形式，I1、I2 和 I3分別表示 3 個階段下輸入的電流值。
2
在Comsol中如何自定義函數？
在設置函數（functions）時，要指定自變量和因變量。function name（函數名）就是因變量名。在函數列表中設定離散數據時，x 表示的是自變量數據，f(x)是對應的因變量數據。其中 x 不指坐標分量，而是用戶要設置的函數的自變量。例如，如果要設置 E_rod 是 H 的函數，就把 function name 設置為 E_rod，在函數列表的 x 列中輸入 H 的數據，在 f(x)列中輸入 E_rod 的數據。
3
Comsol中的變量 s 有何含義？
變量 s 是一個表示弧長的參數化幾何變量，該值是一個相對值，即考察的弧長與總弧長之間的比值。s 的定義與時間無關，僅僅與空間有關，即一個曲線(或直線)從起點開始為 0，到終點為 1，s 就表示測定點距起點的距離與整個弧長之間的相對比值，因此其范圍是[0,1]。詳細說明可參考用戶手冊中幾何變量這章的參數化變量部分。
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編輯 | 電子F430
文案 | 小蘇
審核 | 趙佳樂
展開 COMSOL多孔顆粒夾雜結構電流計算
在鋰離子電池研究中，利用COMSOL進行多孔顆粒夾雜電流計算模擬多孔顆粒中的電流分布情況，可以深入了解材料內部的電傳輸機制。這對于設計高性能電池、超級電容器等能量存儲設備至關重要。本案例中建立球形多孔結構（或顆粒夾雜）模型，并通過COMSOL研究在包含非導電顆粒夾雜的電解質中電流分布情況。
多孔/顆粒夾雜結構采用CAD球體密堆積3D插件 V2.0生成，插件建立的球體顆粒堆積模型可更好的模擬實際工程中絕緣顆粒在重力作用下在電解質中的分布情況，使得仿真結果更為準確。
在AutoCAD內將模型導出為sat格式后即可導入到COMSOL軟件內。模型向導中選擇三維鋰離子電池模塊瞬態研究。
對模型設置材料并劃分網格，并對模型左右兩側設置電位差。
進行研究計算并查看在絕緣顆粒夾雜電解質溶液中的電流模擬結果。
展開 基于comsol的電流體動力噴印泰勒錐仿真分析-靜電紡絲 ￥1560
對靜電紡絲過程的深入研究涉及到靜電學、電流體力學、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%8F%98%E5%AD%A6" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流變學</a>、空氣動力學等領域。20世紀30年代到80年代期間，靜電紡絲技術發展較為緩慢，科研人員大多集中在靜電紡絲裝置的研究上，發布了一系列的專利，但是尚未引起廣泛的關注。進入90年代，Reneker研究小組對靜電紡絲工藝和應用展開了深入和廣泛的研究。特別是近年來，隨著納米技術的發展，靜電紡絲技術獲得了快速發展，世界各國的科研界和工業界都對此技術表現出了極大的興趣。此段時期，靜電紡絲技術的發展大致經歷了四個階段：第一階段主要研究不同聚合物的可紡性和紡絲過程中工藝參數對纖維直徑及性能的影響以及工藝參數的優化等；第二階段主要研究靜電紡納米纖維成分的多樣化及結構的精細調控；第三個階段主要研究靜電紡纖維在能源、環境、生物醫學、光電等領域的應用；第四階段主要研究靜電紡纖維的批量化制造問題。上述四個階段相互交融，并沒有明顯的界線。</p><p> 電流體動力噴墨打印的原理是利用電場力將帶電液滴拉到基板上去，當在打印液體溶液時，首先會在針尖口處形成一個半月面，施加電壓后，當液體表面張力與施加的電場力處于平衡狀態時，便會形成泰勒錐。當繼續施加電壓突破臨界值時，泰勒錐前端會發生斷裂，從而射出液滴。</p><p>泰勒錐的形成主要分為兩個階段，儲能階段和噴射階段。</p><p>儲能階段是影響周期長短的主要因素。當液滴處于儲能階段時，泰勒錐前端會不停的上下擺動，當電場力與表面張力平衡打破時就會進入噴射階段。
展開 
如何利用模擬乘法器提高高邊電流檢測的測量精度
如何利用模擬乘法器提高高邊電流檢測的測量精度
摘要：將模擬乘法器和高邊電流檢測放大器相結合，能夠在筆記本電腦或其他便攜儀器中實現電池充、放電電流的測量。本文討論將模/數轉換器(ADC)的基準電壓加到模擬乘法器的一個輸入端，以提高電流測量精度的方法。 引言 在對可靠性和精確性要求非常高的應用中，大量使用了高邊電流檢測放大器。筆記本電腦中，它被用來監測電池的充、放電電流，也可以用來監測USB口和其他電壓的電流。為了控制系統發熱和電源損耗，要求降低這些電壓的輸出功率。在便攜式消類產品中，高邊電流檢測放大器用來監測鋰電池的充、放電電流。汽車應用中，這樣的放大器不僅可以監測電池電流，也可以用來進行馬達控制和GPS天線檢測。在通信基站中，這樣的放大器也被用來監測功率放大器的電流。 ……
來源：http://www.autoelectronics.eet-c ... 001_TA_caf4ef6d.HTM
基于可靠性理論的交流接觸器可靠性試驗研究.doc
展開 如何模擬高頻時變電流感應加熱？
本來打算采用瞬態模塊，實際想達成的電流效果是這樣的：
f=250Hz
但模擬中發現有兩個問題：
1.當頻率較高時，生成的函數會出錯；
f=2500Hz
2.頻率較高時，為了能對電流曲線充分采樣，步長必須設置比較小，導致計算時間非常長；
由于不是很清楚頻域模塊的具體計算步驟，進行嘗試：將電流定義為一個分段周期函數，改變頻率（不是線圈定義的頻率，而是頻域-瞬態步驟定義的頻率），觀察溫度是否變化。
觀察到以下結果：
1.電流曲線與定義一致；
2.溫度隨頻率設置不同有明顯變化；
故猜測達成了目標電流效果。仍有以下疑惑：
1.按說頻域-瞬態計算邏輯應該是先計算電磁損耗，并以此為基礎計算溫度場，當溫度或材料性質變化達到一定程度時，重新計算電磁損耗，為什么電流曲線沒有體現出這一過程？是不是計算條件設置非常敏感？
2.為什么電流曲線與頻率無關而溫度有關？是否與頻域在生成的圖像的表現方式有關？
總之，希望解決的是這樣一個問題：高頻時變電流感應加熱模擬如何設置？
展開 為什么采用4—20mA的電流來傳輸模擬量？
我們系統地來看看模擬量設備為什么都偏愛用4~20mA傳輸信號~
4-20mA. DC(1-5V.DC)信號制是國際電工委員會( IEC )過程控制系統采用的模擬信號傳輸標準。我國也采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4-20mA.DC，接收信號采用1-5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。
一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA，指最小電流為4mA,最大電流為20mA 。傳輸信號時候，因為導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線內產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差了，所以一般使用電流信號作為變送器的標準傳輸。
一、什么是4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制？
4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制是國際電工委員會（IEC）：過程控制系統用模擬信號標準。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4~20mA.DC，聯絡信號采用1~5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。
展開 集光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器于一體的顏色傳感器-WH3620
由工采網代理的WH3620是一款集成了光電二極管、電流放大器、模擬電路與數字信號處理器的光頻轉換器，它能夠同時輸出紅、綠、藍、白及紅外光（RGBW-IR）五個通道的數據，具備高精度、低功耗、高動態范圍等特點，適用于多種光照環境下的色溫與照度測量，實現對環境光的全面感知；使設備不再只是“感知光線強弱”，而是能夠“識別光源類型”、“判斷色溫變化”、“還原真實色彩”。
WH3620數字RGBW-IR顏色傳感器，支持紅、綠、藍、白（RGBW）及紅外光（IR）的多通道并行傳感，可實時輸出各通道數據，在不同光照條件（如白光LED、CWF、TL84、D65、光源A等）提供精準的LUX照度、CCT色溫及紅外環境感知能力，為智能設備提供優質光感方案。
智能顯示應用場景：自適應、護眼與色彩保真:?
一、自適應亮度與色溫（True Tone）?：
實時環境光分析?：通過RGBW通道精確檢測環境光的亮度與色溫，設備可依據此數據，動態調整屏幕背光強度和色溫，使得顯示屏內容在不同光照環境下（如暖光室內、冷白辦公室、戶外日光）始終保持適宜的觀看舒適度，畫面色彩保持一致性。
?藍光過濾與護眼?：在低色溫（暖色調）環境或夜間，傳感器數據可驅動系統減少高能藍光的輸出，自動開啟或加強護眼模式，有效減輕長時間觀看帶來的視覺疲勞。
二、專業色彩還原與白平衡?：
相機與成像設備?：WH3620為智能手機、數碼相機等設備的相機模組提供精準的CCT數據。這能幫助相機系統進行?正確的自動白平衡和曝光控制?，確保在各種復雜光照條件下，拍攝出的照片和視頻色彩還原逼真，不會偏色。
高端顯示器校準?：對于專業顯示器、筆記本電腦和電視，可連續監控環境光色度，幫助系統進行?智能色彩校正?，確保顯示內容色彩的準確性、一致性。
展開 粗糙裂隙的滲流模擬-基于地質統計學的建模-comsol模擬 ￥78
巖體裂隙滲流，考慮裂隙接觸（滲透率低）和非接觸（滲透率高）的影響，利用地質統計建模，反映裂隙表面的非均質性質，研究裂隙面可能存在的優勢通道。
在 COMSOL 中模擬表面吸附
關于表面建模的總結思考
希望通過這一系列文章，您能夠了解為什么表面對于化學過程如此重要，并了解在 COMSOL Multiphysics 的化學模型中包含表面現象的不同方法。
本文來自：COMSOL
COMSOL流沙層注漿數值模擬研究 ￥100
本模型來源于文獻復現，該文獻分析了流沙層地質結構特點，應用有限元分析軟件COMSOL Multiphysics對流沙層滲透注漿進行穩態與瞬態的數值模擬研究，分別計算了靜水條件下和動水條件下注漿漿液擴散過程，分析了動水條件下漿液擴散規律，分析了 不同注漿材料及不同注漿壓力對漿液擴散過程的影響。研究結果表明：漿液在滲流場中大致呈鐘形分布且都存在逆 水流擴散區域，漿液與水之間沒有明顯分界面而是存在一個過渡區。壓力從進水邊界和注漿口向出流邊界衰減，在 注漿口和進水邊界之間存在一個壓力極小值點并存在一個速度接近零的區域。漿液黏度越低擴散范圍越大。隨著注 漿壓力的增加，漿液擴散范圍不斷增加，兩相滲流達到穩定滲流狀態所需要的時間也變長。
展開 
Comsol-頁巖氣流固耦合數值模擬案例 ￥300
針對頁巖氣流動過程中骨架變形對氣井產能產生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴散、表面擴散和吸附解吸等多重流動機制，采用離散裂縫模型對水力裂縫進行求解，模型可用于分析流固耦合效應對氣井產能的影響規律，以及其他儲層參數和裂縫參數對產能的影響。
壓力場分布
位移場分布
頁巖氣產量變化
加Q 2446757522 進一步咨詢
COMSOL模擬巖石破裂
在COMSOL中采用連續損傷力學方法實現巖石破裂系列案例介紹
采用COMSOL with matlab功能模擬巖石破裂，使用張拉剪切破壞準則和威布爾非均質材料屬性分布。可實現的功能如下：
1、完整巖石單軸，三軸破裂
2、預制裂隙巖石單軸，三軸破壞
3、流固耦合，熱流固耦合實現巖石的水力壓裂，超臨界CO2壓裂破壞
4、采用零厚度DFN方法，實現含復雜天然裂隙巖石中注水壓裂模擬
5、結合自己方向再開發
有需要溝通交流，請聯系q1045343728。
COMSOL多孔結構傳熱模擬
多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。
多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結構草圖模型導入到COMSOL內，建立孔隙部件。
在COMSOL內新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結構部件。
再次導入原孔隙模型，并構建聯合體。將孔隙部分材料屬性設置為空氣，完成多孔結構兩相材料模型構建。
添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
展開 在 COMSOL 中模擬心臟起搏器
在 COMSOL Multiphysics? 中模擬起搏器電極
我們這篇博客中討論的教程模型模擬的不是整個起搏器，而是起搏器的兩個電極：陰極（工作電極）和陽極（環形反電極）。
起搏器電極模型的建模域和邊界條件。
在我們的模型中，域是周圍的血液和組織，電極和電極支架是模型邊界。域中的電流由遵循麥克斯韋方程的連續性方程控制。
我們使用 COMSOL Multiphysics? 軟件中的 電流 接口進行分析。您可以在模型文檔中找到有關此接口的更多信息。
結果和討論
下面的模擬結果顯示了電極上的電位分布和心臟內電流分布的流線。
電極表面的靜電勢分布和總電流密度（流線）。
可以看到，球形工作電極上的電流密度最高。電流引發心臟跳動。
通過仿真，工程師可以優化起搏器的能效并延長它的使用壽命，隨著時間的推移，患者需要更換起搏器的次數越少；工程師還可以直觀的觀察幾何形狀如何影響電流和電壓分布。通過仿真，工程師還可以進行壓力測試，以了解起搏器設計的極限并避免進行體內實驗。
雖然本文介紹的教程模型模擬的是起搏器，但這些理念也可應用于模擬涉及離子傳導的其他過程。
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