COMSOL 電容仿真的案例
基于COMSOL軟件電容器數(shù)值仿真 ￥800
<p>電容器是儲(chǔ)存電量和電能(電勢(shì)能)的元件。一個(gè)導(dǎo)體被另一個(gè)導(dǎo)體所包圍，或者由一個(gè)導(dǎo)體發(fā)出的電場(chǎng)線全部終止在另一個(gè)導(dǎo)體的導(dǎo)體系，稱為電容器。用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制等方面。定義2：電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體(包括導(dǎo)線)間都構(gòu)成一個(gè)電容器。</p><p>本案例基于COMSOL軟件的固體力學(xué)模塊、電學(xué)模塊以及流體模塊仿真了電容器內(nèi)PDMS材料結(jié)構(gòu)的位移和變形以及電容器的電勢(shì)的分布變化，幾何模型如圖1所示。仿真結(jié)果如圖2所示。
展開(kāi) 使用Q3D來(lái)仿真電容觸摸屏
最近看了一篇使用COMSOL軟件仿真電容觸摸屏的文章，就想著怎么用ANSYS軟件也來(lái)仿真玩玩，百度了下電容觸摸屏的工作原理，大概就是檢測(cè)信號(hào)依次檢測(cè)縱向和橫向電極的電容，根據(jù)電容值的前后變化量來(lái)定位觸摸的坐標(biāo)，如下圖（圖片來(lái)自百度）。
電容觸摸屏有自電容和互電容兩種工作模式，其中自電容模式根據(jù)電極和GND之間的電容變化量來(lái)定位觸摸位置；互電容模式根據(jù)縱向和橫向電極之間的電容變化量來(lái)定位觸摸位置。這里說(shuō)的電極其實(shí)由ITO（銦錫氧化物，一種透明的導(dǎo)電物質(zhì)）構(gòu)成的，可以刻蝕成各種形式的pattern，如下圖（圖片來(lái)自百度）：
先來(lái)看看自電容式觸摸屏仿真的例子，軟件使用的是Q3D，如果只關(guān)注電容，在軟件中不必設(shè)置source和sink，直接自定義nets即可。
（1）、最簡(jiǎn)單的單層自電容的例子
建立模型如下：
在setup下，右鍵matrix，觀察各個(gè)電極的電容，注意到有些電極的電容明顯偏小了100fp，對(duì)應(yīng)去找電極的位置，發(fā)現(xiàn)電容偏低的都是最邊上的，應(yīng)該是電容的邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的，因?yàn)橛胁糠蛛姶艌?chǎng)往外輻射了，正常理想的電容器是所有的電場(chǎng)由正極回到負(fù)極。
（2）、雙層自電容的例子
建立模型如下：
有無(wú)手指的電容對(duì)比如下，注意應(yīng)該將手指添加到ground net中，可以看出，當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，電容是會(huì)增大的。
（3）、雙層互電容的例子
將例子（2）中的GND net去掉，即變成了雙層互電容觸摸屏，對(duì)比手指影響，發(fā)現(xiàn)手指會(huì)使得電極間的互電容減小。
如果當(dāng)電容值的變化超過(guò)50fF時(shí)，芯片認(rèn)為1，即有手指觸摸，那么就可以很精確的定位觸摸的位置了，如下圖，數(shù)值為1的地方就是手指觸摸的位置。
展開(kāi) comsol電容層析成像靈敏度場(chǎng)分析 ￥2890
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>幫忙多關(guān)注我，后續(xù)會(huì)有更為詳細(xì)的教程更新！！</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201910/39db4c0eba594fbeb14c97e10d09d32e.gif" alt="Untitled1.gif" height="415" width="541"></p><div contenteditable="false" width="100%"><p><br></p><h1>電容層析成像</h1><p>電容層析成像 技術(shù)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)各相具有不同的介電常數(shù)，當(dāng)各相組分分布或濃度分布發(fā)生變化時(shí)，將引起混合流體等價(jià)介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使測(cè)量電極對(duì)間的電容值發(fā)生變化，在此基礎(chǔ)上，利用相應(yīng)的圖像重建算法重建被測(cè)物場(chǎng)的介電分布圖。目前電容層析成像分為圓周是和平面式兩種。</p><p><br></p><p>ECT圖像重建涉及兩個(gè)重要的計(jì)算過(guò)程：正問(wèn)題和反問(wèn)題。正問(wèn)題由已知的介電常數(shù)求解電極對(duì)間的電容值；反問(wèn)題由已知的電容數(shù)據(jù)估計(jì)被測(cè)區(qū)域的介電常數(shù)分布。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，ECT技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、傳感器的設(shè)計(jì)、圖像重建算法等方面取得了豐碩的成果。ECT因具有快速、安全、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是一種具有廣闊發(fā)展前景的過(guò)程成像技術(shù)。目前，ECT技術(shù)已被應(yīng)用于氣液兩相流空隙率測(cè)量及流型識(shí)別、流化床氣固兩相濃度分布可視化、氣力輸送、火焰可視化、凍土水分遷移過(guò)程的可視化等多個(gè)領(lǐng)域。
展開(kāi) 基于comsol軟件的電容器頻域建模
comsol聯(lián)合matlab電容器尺寸優(yōu)化 ￥50
1.最小二乘法
comsol雙層薄膜非線性電容式壓力傳感器分析 ￥3500
</p><p>它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E6%9E%81" rel="noopener noreferrer" target="_blank">電極</a>，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時(shí)，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過(guò)<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%8B%E9%87%8F%E7%94%B5%E8%B7%AF/515521" rel="noopener noreferrer" target="_blank">測(cè)量電路</a>即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號(hào)。電容式壓力傳感器屬于極距變化型<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%BC%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8" rel="noopener noreferrer" target="_blank">電容式傳感器</a>，可分為單電容式壓力傳感器和差動(dòng)電容式壓力傳感器。</p><h2>單電容式壓力傳感器</h2><p>編輯它由圓形薄膜與固定電極構(gòu)成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測(cè)量低壓，并有較高過(guò)載能力。還可以采用帶活塞動(dòng)極膜片制成測(cè)量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜片提高靈敏度。
展開(kāi) 入門指紋支付和指紋解鎖，從學(xué)會(huì)COMSOL計(jì)算目標(biāo)體電容開(kāi)始！
手機(jī)的指紋識(shí)別目前主要有三種技術(shù)：電容式，光學(xué)式和超聲波式，目前市面上看到最成熟的指紋手機(jī)基本都是電容式的，其主要利用了電容傳感器的原理。2017年在Science advances期刊上，研究人員研究出可以彎曲、拉伸的電容傳感器，通過(guò)觸摸即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。
（圖片源于Science advances, 2017, 3(3): e1602200.）
電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測(cè)物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，廣泛用于位移、角度、振動(dòng)、速度、壓力、成分分析、介質(zhì)特性等方面的測(cè)量。典型的電容器由兩個(gè)導(dǎo)體加上它們之間的電介質(zhì)構(gòu)成。在這兩個(gè)導(dǎo)體之間施加電勢(shì)差會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，形成電容效應(yīng)。這一電場(chǎng)不僅直接存在于導(dǎo)體之間，還會(huì)擴(kuò)展一段距離，為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電容器的電容量，在考慮邊緣效應(yīng)前提下，用于模擬邊緣場(chǎng)的域還必須足夠大，并使用適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件。
COMSOLMultiphysics是一款大型的高級(jí)數(shù)值仿真軟件。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究以及工程計(jì)算，模擬科學(xué)和工程領(lǐng)域的各種物理過(guò)程。COMSOL Multiphysics是以有限元法為基礎(chǔ)，通過(guò)求解偏微分方程（單場(chǎng)）或偏微分方程組（多場(chǎng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)真實(shí)物理現(xiàn)象的仿真，COMSOL應(yīng)用范圍涵蓋從流體流動(dòng)、熱傳導(dǎo)、到結(jié)構(gòu)力學(xué)、電磁分析等多種物理場(chǎng)，用戶可以快速的建立模型。
COMSOL中定義模型非常靈活，材料屬性、源項(xiàng)、以及邊界條件等可以是常數(shù)、任意變量的函數(shù)、邏輯表達(dá)式、或者直接是一個(gè)代表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的插值函數(shù)等。能夠解決許多常見(jiàn)的物理問(wèn)題。同時(shí)，用戶也可以自主選擇需要的物理場(chǎng)并定義他們之間的相互關(guān)系。當(dāng)然，用戶也可以輸入自己的偏微分方程（PDEs），并指定它與其它方程或物理之間的關(guān)系。
展開(kāi) AnsysWB直流母線電容DC Link電-熱耦合仿真 ￥30
DC-Link 薄膜電容是電動(dòng)汽車電驅(qū)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，在反復(fù)充放電的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)熱，影響其使用壽命。
本文基于ANSYS 仿真軟件對(duì)某型號(hào)DC-Link 薄膜電容器進(jìn)行溫度場(chǎng)分析，結(jié)果表明，在
高溫環(huán)境中，電容器芯子中心處為溫度最高點(diǎn)，而配備散熱器后，最高溫度點(diǎn)轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實(shí)際電容產(chǎn)品簡(jiǎn)化的3D模型
2.環(huán)境溫度85℃、帶TIM散熱膠及鋁合金散熱冷板
3.考慮直流輸入電流及紋波電流，芯包損耗發(fā)熱的電-熱耦合工況
4.電流、發(fā)熱量等數(shù)據(jù)為假設(shè)值，實(shí)際仿真以真實(shí)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)
5.模型可以為真實(shí)的DC Link熱仿真工作提供極具價(jià)值的參考。
展開(kāi) 干貨 | 基于ANSYS Q3D電容觸摸屏仿真分析介紹
電容式觸摸屏技術(shù)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO（氧化銦錫），最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面，四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。
電容屏在原理上把人體當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)電極使用，當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時(shí)，流走的電流就足夠引起電容屏的誤動(dòng)作。廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等智能終端產(chǎn)品中。本文主要介紹如何使用ANSYS Q3D仿真電容式觸摸屏。
1.創(chuàng)建模型
可以使用ANSYS自身的建模功能建立電容屏模型，也可以導(dǎo)入第三方繪圖軟件繪制好的模型。在Q3D中創(chuàng)建好的觸摸屏和手指的三維模型如圖1所示，其橫截面如圖2所示。
圖1 電容觸摸屏仿真模型 圖2電容觸摸屏仿真模型橫截面
2.設(shè)置Nets
設(shè)置好的Nets如圖3和圖4所示。
展開(kāi) COMSOL 中空間與時(shí)間積分的方法介紹附COMSOL Multiphysics工程實(shí)踐與理論仿真
積分是數(shù)學(xué)模型中最重要的功能之一，特別是對(duì)數(shù)值仿真而言。例如，偏微分方程組 (PDEs) 就是由積分平衡方程派生而來(lái)。當(dāng)需要對(duì)偏微分方程進(jìn)行數(shù)值求解時(shí)，積分也將發(fā)揮非常重要的作用。本文介紹了 COMSOL 軟件中可用的積分方法以及如何使用。
積分的重要性
COMSOL 使用了有限元方法，它將控制 PDE 轉(zhuǎn)化為積分方程，換言之，就是弱形式。如果仔細(xì)觀察一下 COMSOL 軟件，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)許多邊界條件都是由積分公式表示，例如總熱通量或懸浮電位。積分在后處理中也非常重要，因?yàn)?COMSOL 提供了許多基于積分的派生值，比如電能、流速或總熱通量。當(dāng)然，用戶還可以根據(jù)自己的方法來(lái)使用積分，本文我們將具體介紹如何實(shí)現(xiàn)。
利用派生值求積分
積分的一般形式如下：
其中， 是時(shí)間間隔、 是一個(gè)空間域，而 則是因變量 的任意一個(gè)表達(dá)式。表達(dá)式可以包括相對(duì)空間與時(shí)間的派生值，或任何其他派生值。
通過(guò)功能區(qū)（在非 Windows? 操作系統(tǒng)中則為‘模型開(kāi)發(fā)器’）‘結(jié)果’部分的“派生值”，可以最便捷地訪問(wèn)積分選項(xiàng)。
如何將體、面或線積分增加作為派生值。
您可以通過(guò)選定對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集來(lái)引用任何可用的解。表達(dá)式框?yàn)楸环e函數(shù)，并支持因變量或派生變量。在瞬態(tài)仿真中，會(huì)計(jì)算每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的空間積分。或者，設(shè)定窗口提供了‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’，可在此為時(shí)域選擇積分選項(xiàng)。這將得到空間和時(shí)間的積分。
面積分設(shè)定示例，并通過(guò)‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’增加了額外的時(shí)間積分。
平均是另一個(gè)與積分相關(guān)的派生值。它等于積分結(jié)果除以所考察域的體積、面積或長(zhǎng)度。平均中的‘?dāng)?shù)據(jù)系列操作’還可以將結(jié)果除以時(shí)間范圍。派生值非常有用，但由于它們僅能用于后處理，所以無(wú)法處理所有的積分類型；因此 COMSOL還提供了更加強(qiáng)大和靈活的積分工具。我們將通過(guò)下方的模型示例演示這些方法。
展開(kāi) 關(guān)于硅的雙溫模型comsol與matlab解以及飛秒激光燒蝕的comsol仿真。 ￥1
包含comsol的雙溫模型模擬，多脈沖雙溫模型模擬
matlab的雙溫模型（解偏微分方程方法），多脈沖雙溫模型（有限元法）
電子密度和反射率也可
晶格溫度；電子溫度，電子密度，反射率
加Q2835122836
屏幕截圖 2021-05-11 101725.png
屏幕截圖 2021-05-11 101739.png
仿真筆記——Comsol 多物理場(chǎng)仿真軟件操作技巧
文章來(lái)源：CAE仿真學(xué)社
Comsol多體動(dòng)力學(xué)剛?cè)狁詈?em>仿真方法 ￥20
前言：Comsol是優(yōu)秀的多物理場(chǎng)仿真軟件，用來(lái)模擬單個(gè)物理場(chǎng)、以及耦合多個(gè)物理場(chǎng)。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場(chǎng)模塊，無(wú)論模擬哪個(gè)工程領(lǐng)域的問(wèn)題或是哪種特定的物理現(xiàn)象，都可以在同一個(gè)軟件界面中，使用相似的操作流程進(jìn)行分析。Comsol主要有結(jié)構(gòu)力學(xué)、聲學(xué)、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動(dòng)力學(xué)模塊進(jìn)行剛?cè)狁詈戏治觥６囿w動(dòng)力學(xué)模塊是進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合的一個(gè)關(guān)鍵基礎(chǔ)模塊，用戶可以在此基礎(chǔ)上耦合例如聲學(xué)、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動(dòng)力學(xué)剛?cè)狁詈?em>仿真介紹
在通常情況下，多體動(dòng)力學(xué)仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關(guān)注剛體的動(dòng)力學(xué)特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個(gè)部件的變形、應(yīng)力、應(yīng)變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關(guān)于多體動(dòng)力學(xué)的剛?cè)狁詈戏治觯芏嘤邢拊浖伎梢詫?shí)現(xiàn)，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進(jìn)行模型建模時(shí)，有些缺少必要的運(yùn)動(dòng)副，有些需要借助別的軟件才可以進(jìn)行柔性體轉(zhuǎn)化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨(dú)立完成剛?cè)狁詈戏治觯瑢?duì)于不重點(diǎn)關(guān)注的剛體部分，可以將網(wǎng)格粗糙化，對(duì)于重點(diǎn)關(guān)注的柔性體部分，可以將網(wǎng)格適當(dāng)加密。
Comsol基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)副（關(guān)節(jié)）包括：
棱柱關(guān)節(jié)、鉸鏈關(guān)節(jié)、圓柱關(guān)節(jié)、螺紋關(guān)節(jié)、平面關(guān)節(jié)、球關(guān)節(jié)、槽關(guān)節(jié)、約化槽關(guān)節(jié)、萬(wàn)向接頭、距離關(guān)節(jié)等。
展開(kāi) 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(jiàn)，，如何仿真激光焊接過(guò)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(guò)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(guò)程等溫面分布等。
展開(kāi) 專為高校教學(xué)提供專業(yè)仿真工具——COMSOL多物理場(chǎng)仿真軟件
新版發(fā)布
COMSOL于2022年11月1日發(fā)布了全新的 COMSOL Multiphysics® 6.1 版本。新版本中，優(yōu)化、湍流及力學(xué)接觸等新算法的加入，進(jìn)一步加強(qiáng)了軟件仿真分析的底層能力。
流體和力學(xué)仿真
COMSOL® 6.1 版本為流體流動(dòng)和力學(xué)仿真相關(guān)產(chǎn)品帶來(lái)重要的性能提升。CFD 模塊現(xiàn)在可以通過(guò)分離渦（DES）湍流模型對(duì)湍流進(jìn)行高保真模擬。這種方法的計(jì)算精度與大渦模擬（LES）相似，但是大幅減少了計(jì)算量。結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊和 MEMS 模塊中新增了一種更快捷的接觸分析方法，支持對(duì)固體、殼和膜進(jìn)行表面自接觸分析。新版本中可以對(duì)薄結(jié)構(gòu)指定材料參數(shù)，使得對(duì)含有墊圈、粘合層和鍍層結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析更加便捷。
在 COMSOL® 6.1 版本中使用新方法進(jìn)行接觸分析。
仿真結(jié)果顯示了兩個(gè)金屬管的應(yīng)力和變形。
音頻產(chǎn)品中的換能器設(shè)計(jì)
COMSOL® 6.1 版本增加了熱黏性聲學(xué)的仿真功能，進(jìn)一步擴(kuò)展了對(duì)消費(fèi)類電子產(chǎn)品中揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的分析能力。"在行業(yè)領(lǐng)先的音頻技術(shù)開(kāi)發(fā)企業(yè)中，我們擁有一個(gè)不斷增長(zhǎng)的龐大用戶群體。他們使用 COMSOL 軟件分析包括智能手機(jī)揚(yáng)聲器、入耳式耳機(jī)和助聽(tīng)器在內(nèi)的各種音頻產(chǎn)品。針對(duì)微型換能器和微型聲學(xué)系統(tǒng)中的電振聲學(xué)問(wèn)題，6.1 版本完善了相關(guān)功能，進(jìn)一步提升了仿真能力。" COMSOL 聲學(xué)技術(shù)經(jīng)理 Mads Herring Jensen 介紹說(shuō)。
智能手機(jī)中微型揚(yáng)聲器的聲輻射強(qiáng)度仿真結(jié)果圖。
該仿真使用了COMSOL® 6.1版本的熱黏性聲學(xué)新功能。
汽車電氣化的仿真分析工具
COMSOL 持續(xù)致力于為從事汽車電氣化的工程師提供功能強(qiáng)大的仿真工具。
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