摘要：四极杆质谱仪应用广泛,在航天空间探测任务中也应用较多,为适应航天器平台资源需研发轻质量、小体积、低功耗的小型质谱仪,并提升质谱仪性能,确保在工程约束下获得更优参数,因此需要预先对质谱仪进行建模仿真分析和预设计。基于离子运动理论与离子碰撞理论,使用多物理场仿真软件comsol对电场分布与离子运动状态进行建模仿真。仿真分析结果表明,马蒂厄方程系数α由0.231增大至0.236,灵敏度降低91.3%,分辨率提高73.3%;系数q取0.706时最佳,最大离子通过率97.7%;角频率增大,灵敏度降低61.9%、分辨率提高55.6%;仪器性能在压强小于10-2Pa的真空环境下影响很小;仪器性能在-40-60℃温度范围内变化很小;针对仪器小型化,杆内切圆半径取值范围为2-4 mm;杆半径与内切圆半径比例在1.12-1.13时灵敏度最好;杆长度取值60-150 mm时灵敏度与分辨率有很好的平衡。结果表明该仿真模型能较好模拟离子运动状态,分析四极杆质谱仪性能变化,为质谱仪工程设计实现提供新思路。

摘要：将多金属耦合体系拆分为多个双金属电偶,采用有限元仿真软件comsol,对比分析了各双金属电偶间耦合电流的大小,建立了基于中间电位金属的多金属耦合腐蚀模型阴、阳极状态的判断方法。以高强钢,B10铜镍合金和TA2钛合金三金属耦合体系为例,模拟研究了电极排序与阴/阳极面积比对多金属耦合体系腐蚀行为的影响。结果表明:在不同电极排序条件下,中间电位金属B10铜镍合金均作为阴极参与电偶腐蚀;当电极排序相同时,耦合体系中高强钢表面的电流密度随着B10与TA2面积占比的增加而增加;不同电极排序耦合体系中高强钢表面的电流密度按从大到小的顺序依次为B10铜镍合金-高强钢-TA2钛合金、高强钢-B10铜镍合金-TA2钛合金、B10铜镍合金-TA2钛合金-高强钢。

摘要：太阳能空气集热器是太阳能干燥系统的重要部件,集热器结构设计对集热性能具有重要影响。设计一款基础折流板集热器,通过太阳能模拟器测试集热器在一定边界和材料参数条件下的出口温度。基于Solidworks和comsol构建集热器三维实体模型,采用reliable-k-ε湍流模型数值研究集热器的集热性能。结果表明,出口温度试验值和模拟值相对误差小于0.70%,数值模拟有效,可靠性高。基于BBD(Box-Behnken Design)试验和响应面法,研究折流板不同倾斜角度组合对集热性能的影响,分析试验结果得到最佳参数组合:折流板1倾斜角度为-10°,折流板2倾斜角度为10°,折流板3倾斜角度为-10°,折流板4倾斜角度为10°,并以此优化集热器折流板布置,得到一款倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,倾斜折流板集热器出口温度升高1.63 K,集热效率提升4.01%,入口、出口压力损失降低44.80%。基于流体旁通效应,对折流板进行开孔,进一步优化吸热板的积热和流场分布,得到一款开孔型倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,开孔型倾斜折流板集热器出口温度升高2.03 K,集热效率提升4.99%,入口、出口压力损失降低43.13%。对开孔型倾斜折流板集热器入口风速条件进行单因素试验,得到较优的入口风速条件,即0.5~1.0 m/s,可以满足农产品太阳能干燥需求。

摘要：为改善页岩频谱共振装置由于作业空间开放而导致的能量利用率较低的问题,对井下电磁式能量阻隔器进行设计及分析。基于工程电磁场理论及非线性有限元算法,并通过comsol Multiphysics软件对井下电磁式能量阻隔器的磁场分布及运行过程进行分析,最后通过仿真结果验证井下电磁式能量阻隔器设计的可行性及正确性,并初步研制电磁式能量阻隔器上封隔部分样机。该研究在提高学生理论分析及仿真能力的同时,使学生对电磁式装置的设计及分析有一个更为直观、全面的认识。

摘要：目的对TX1600G加工中心镗床系统进行热结构耦合仿真分析,得到镗床系统的温度变化和变形规律,并验证仿真结果的正确性.方法应用SolidWorks软件进行三维实体建模,并与comsol Multiphysics通过接口连接,确定热边界条件,建立仿真模型,进行热结构耦合分析,并与实验数据进行对比.结果系统达到热平衡状态时,最高温度为21.9℃,发生在主轴后轴承处,主轴前端面中心点的总位移为39.29μm,X方向位移分量为4μm,Y方向为12μm,Z方向为37.2μm.仿真得到的温度变化曲线、最高温度、位移量和位移方向与实验结果基本一致,基本反映出实验测得的情况.结论应用comsol对加工中心进行热结构耦合研究,得到的平衡状态温度分布和位移分布能够有效地反映实际情况,可以为加工中心的优化设计提供理论依据.

摘要：电池的温度和气流流动的主要影响因素是热量的生成和散发,同时材料间的相互扩散也会导致电池性能的逐步降低,所以氧化物燃料电池中气流、压力、气体浓度的相互关系的描述在氧化物燃料电池的研究、开发中是非常有必要的。通过comsol软件建立氧化物燃料电池仿真模型模拟电池的动态性能,进一步研究电池内气相流动结构、质量平衡及能量守恒等问题。借助对电池两极内气体的浓度、质量以及压力等的观察分析,确定单电池内电流分布以及反应气体质量的实时改变情况,为氧化物燃料电池结构的优化设计和参数控制提供参考。

摘要：为改善永磁磁浮技术及装置性能验证过程中存在的危险系数高、费用昂贵、现场测试条件差等问题,基于系统仿真软件模拟优势,应用相似理论的模型实验方法,探究了电磁场与永磁场的主动控制策略,设计了一套完整的磁悬浮实验系统。以工程电磁场理论及非线性有限元算法为基础,利用comsol Multiphysics模型开发器对永磁电磁系统的磁力场作用规律及控制策略进行了设计与分析,验证了两种悬浮结构的多模态模型下的控制算法的可行性,并为初步研制并联式混合悬浮系统设计及算法实现提供了模拟样机,为提高学生理论分析及应用设计能力提供了更为直观、系统的实验平台。

摘要：铝合金汽车轮毂搅拌摩擦焊接(FSW)过程中涉及摩擦热量和塑变热量等的传导,为减小其建模难度,引入了移动坐标系的概念,利用有限元技术建立了汽车轮毂FSW模型,实现了轮毂焊接过程的仿真分析。实验结果验证了所建立的轮毂焊接模型的正确有效性,从而为后续轮毂FSW结构分析和焊接工艺的优化设计奠定了基础。

摘要：利用comsol Multiphysics多物理场耦合分析软件,基于模态叠加法,对某型号汽车曲轴进行了模态分析,获得了汽车曲轴的的前六阶固有特征频率和振型。模态分析结果表明,该型汽车曲轴不会由于路面激励而产生共振。这表明该汽车曲轴的设计比较合理。

摘要：电磁场的分布情况对磁悬浮轴承电涡流位移传感器的灵敏度和线性度有重要影响。应用COM-SOL Multiphysics的AC/DC模块建立电涡流位移传感器模型,并进行仿真分析。进一步应用iSIGHT对传感器检测线圈的结构参数进行了优化设计,检测线圈的线性度和灵敏度得到了改善。comsol Mul-tiphysics与iSIGHT相结合的优化设计方法方便、高效,为其他系统的仿真和优化提供了借鉴。