Comsol仿真实验角动量守恒扩展实验
验证角动量守恒定律的一演示实验方法
验证角动量守恒定律的一演示实验方法1 角动量的定义在物理学中，角动量是描述刚体旋转运动状态的物理量。
刚体的角动量定义为其质量中心固定不动时，其每个质点与质心的位置矢量的叉积与其质量之积的总和。
2 角动量守恒角动量守恒是物理学中的一个重要定律，指的是一个系统在没有外部力矩作用下，其角动量的大小和方向不会发生改变。
如果外部有力矩作用，则角动量会发生改变，但总的角动量仍会守恒。
一个系统的角动量可以表示为L=r x p，其中r为质心到质点的位置矢量，p为质点的线性动量。
当外部没有力矩作用时，由于角动量的定义可以推导出L1=L2，即系统在某一时刻角动量的大小和方向等同于另一时刻。
这个定律在许多领域中都有应用，例如航天制造、医学等。
3 角动量守恒定律的演示实验验证角动量守恒定律的演示实验并不复杂，可以采用以下实验步骤：步骤1：准备实验器材。
需要准备一个旋转转台、一个重锤、一只指南针和一只卡尺。
步骤2：调整旋转转台。
将旋转转台放在水平平面上，向上竖起一个铁筒，将指南针放在铁筒上，观察指针是否停留在同一方向上。
如果指南针不在同一方向上，则需要重新调整旋转转台。
步骤3：实验操作。
将重锤与卡尺固定在旋转转台的边缘上，以重锤为起点，拉起旋转转台使其旋转起来。
记录旋转转台的角速度、角动量、角动量的大小等数据。
步骤4：改变实验条件。
可以通过改变旋转转台的角速度或者改变重锤的位置来改变实验条件。
步骤5：数据比对。
在实验过程中，可以将旋转转台的角速度、角动量、角动量的大小等数据与理论计算值进行比对，验证角动量守恒定律的正确性。
4 实验结果与分析在实验过程中，我们可以发现，当旋转转台在旋转过程中，重锤所在的位置发生变化时，旋转转台的角动量大小会相应发生变化，但总的角动量仍保持不变。
这就验证了角动量守恒定律的正确性。
总的来说，在数学计算过程中，角动量守恒定律的应用非常广泛，不仅可以让我们更好地理解物理规律，还可以为科学技术的发展提供科学依据。
角动量守恒定律_概述及解释说明
角动量守恒定律概述及解释说明1. 引言1.1 概述角动量守恒定律是物理学中一个重要的基本原理，它描述了在不受外力或转矩作用下，系统的总角动量将保持不变。
这一定律有着广泛的应用，在自然界和工程领域中都扮演着至关重要的角色。
1.2 文章结构本文将首先介绍角动量守恒定律的基本概念，包括角动量的定义和性质，以及角动量守恒的原理和在自然界中的应用。
接着我们会详细解释数学原理，包括刚体系统和非刚体系统中角动量守恒的推导过程，并探讨转矩与角动量之间的关系。
然后，我们将通过经典实例分析实验来验证角动量守恒定律，并探讨其应用和验证方法。
最后，我们会对角动量守恒定律的重要性进行总结，并回顾其在物理领域中的广泛应用，并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍角动量守恒定律，并深入探讨其数学原理、实验验证以及在实际应用中的案例。
通过对角动量守恒定律的深入理解，能够帮助读者更好地理解物理学中的基本原理，同时也有助于激发读者对未来研究方向的思考。
2. 角动量守恒定律的基本概念2.1 角动量的定义和性质角动量是刻画旋转运动的物理量，它与物体的质量、速度以及距离有关。
角动量的定义为一个物体在给定参考点周围旋转时所具有的动力学特性。
其数学表达式为L = r x p，其中L表示角动量，r表示从参考点到物体质心位置矢量，p表示物体的线性动量。
根据右手法则，可以确定角动量的方向与线性动量和半径之间的关系。
角动量具有以下几个重要性质：1) 角动量是矢量，在运算中需要考虑其方向；2) 角动量大小与速度、质量及距离之间的积相关；3) 在封闭系统中，总角动量守恒。
2.2 角动量守恒的原理角动量守恒指在一个封闭系统中，如果没有外力或外力矩作用于该系统，则系统总角动量将保持不变。
这意味着在不受外界干扰的情况下，系统内各个部分相对于共同参考点的角动量之和保持不变。
这一原理可以通过牛顿第二定律和牛顿第三定律的推导来解释。
根据牛顿第二定律，一个物体的角动量变化率等于作用在该物体上的转矩。
comsol培训的仿真实例
模型向导
• 点击焦耳热-增加-求解；稳态-完成：
几何
• 点击几何，设置长度单位：um • 点击功能区几何-工作面；xz平面：
几何
• 右击工作平面-面几何，选择多边形； • 在多边形坐标中分别输入：
– Xw: 0 2 8 10 – Yw: 0 3.4 3.4 0
• 点击构建选定
几何
• 点击工作平面-比例；设置比例因子：0.8； • 缩放中心：xw=5；勾选保留输入对象；点击创建选定。
293 K
293பைடு நூலகம்
由电流自动计算内部焦耳热
K
热膨胀：应力-应变
固定约束
内部热载荷根据温度自动计算
固定约束
结果：微阻梁
• 计算得到电势、温度和位移 • 扩展
– 参数化扫描几何 – 三维非线性强耦合模型
• 添加更多物理场 – 添加瞬态效应
Microresister
建模过程
模型向导
• 选择模型向导；三维：
几何
• 点击工作平面-差集； • 选择增加对象、减去对象（活动鼠标滑轮选择不同区域） • 点击创建选定。
几何
• 点击几何-拉伸；设置拉伸长度为1.2。 • 点击构建选定。
几何
• 点击几何-圆柱体；设置尺寸（0.4,5），位置（5,-0.6,0）。 • 点击几何功能区差集，设置如下；点击创建选定。
几何
• 几何模型如图所示：
材料
• 点击主屏幕-增加材料。
• 选择Copper，点击增加到组件。
线性电阻率
• 点击电流守恒 • 设置电导率为线性电阻率
电流边界
• 点击物理场-边界，分别添加电流电势和接地边界条件。 • 选择对应边界1，电势0.1
基于comsol的仿真实验
基于comsol的仿真实验一、实验目的熟悉掌握COMSOL Multiphysics软件，通过3D有限元建模方法，建立铂电极-玻璃体-视网膜的分层电刺激模型。
深入研究电极如何影响电刺激效果，系统的分析了电极尺寸、电极到视网膜表面的距离等参数对视网膜电刺激的影响，为视网膜视觉假体刺激电极的刺激效果提供指导意义，进一步优化电刺激效果，达到提高人工视觉的修复效果。
二、实验仪器设备计算机，COMSOL Multiphysics软件三、实验原理影响视网膜电刺激效果的因素有许多：电极尺寸、电极距视网膜距离、电极形状、电极排列等，这里主要从电极尺寸，电极距视网膜距离来探讨。
视网膜电刺激模型通过参考视网膜解剖结构构建，电刺激的有效响应区域取决于神经节细胞层（GCL）电场强度是否大于1000V/m，当大于该值时认为该区域神经节细胞能够兴奋，进而指导电极尺寸、电极距视网膜距离的参数。
四、实验内容根据视网膜的解剖结构来构建相应的视网膜分层模型，模型总共分为8层：玻璃体层，神经节细胞层，内网状层，内核层，外网状层，外核层，视网膜下区域，色素上皮层，脉络膜及巩膜。
根据视网膜各层的导电特性来设定相应的导电率，模型构建，设置边界条件。
在电极处施加相应电流刺激，规定神经节细胞层（GCL）电场强度（>1000V/m）时认为能够引起视神经细胞兴奋，在确定的电流强度下，神经节细胞层（GCL）层电场强度大于1000V/m的区域认为有效响应区域，进而判断电极刺激的有效响应区域，指导电极尺寸r和电极距视网膜距离h等参数设置。
其具体实验步骤如下所示：1、根据视网膜的解剖特性构建视网膜分层模型。
模型在三维模式下电磁场子目录下的传导介质DC场下建立。
进入建模窗口后，在绘图栏下设置模型为圆柱体，输入各部分的长宽高数值，轴基准点为圆柱体的圆心坐标。
模型分为9层（11个求解域），其示图如下：图1 视网膜分层模型2、模型建好后，在菜单栏下的物理量里面选择求解域设定，对示图的11个求解域进行设定传导率，如图2所示，其中每一层的电导率情况参考于视网膜导电特性。
角动量实验原理
角动量实验原理角动量是物体旋转过程中所具有的物理量，也是描述物体旋转状态的重要参数。
它的大小与物体的转动惯量、角速度有关，方向则沿着旋转轴。
本文将介绍角动量实验的原理，以及角动量定理的实验验证方法。
一、角动量定理的实验验证方法：角动量定理是关于角动量的基本原理，指出所有外力对于一个物体的总角动量的改变量，等于该物体的初始角动量与最终角动量的差。
具体表述为：∑L = L_0 - L_f（1）实验器材：转动平台、转轴、转子、角动量仪。
（2）实验步骤：① 将转轴安装在转动平台上，加上所需的转子。
② 将角动量仪安装在转轴上方，以便测量转动物体的角动量变化。
③ 用手拉动转子，使其开始旋转。
④ 观察转子的旋转方向，测量它的初始角动量。
⑤ 用力矩的方法改变转子的角动量，然后再次测量其最终角动量。
注意：在实验过程中，必须确保转动平台的旋转轴与转子的几何中心重合，并确保角动量仪的读数能够精确地反映物体的角动量变化。
在操作上述实验步骤后，我们可以通过测量角动量仪的读数，计算出初始角动量和最终角动量的差值。
将其与我们之前按公式计算得到的期望值进行比较，如果两者相等，则说明我们的实验结果证明了角动量定理的正确性。
均匀刚体围绕其质心的自转会产生角动量，其大小取决于物体自身的旋转惯量、自转速度和旋转轴的方向。
实验中通常采用旋转动量定理来确定转动物体的角动量变化。
旋转动量定理指出：绕着一个固定轴旋转的质量为m、半径为r的圆柱，在单位时间内，角动量变化的大小与外力矩和时间的乘积成正比。
具体表述为：dL/dt = M其中，dL/dt为时间t内角动量的变化率，M为作用于物体上的外力矩大小。
在实验中，我们可以利用万能电表测量外力矩的大小，再与时间进行比较，从而计算出角动量的变化。
在实验中，我们还可以利用陀螺的现象来测量角动量。
陀螺通过快速旋转实现稳定自由的倾斜，其速度矢量在空间中画出的路径称为陀螺晃动。
通过测量晃动角速度和陀螺转速的比值，可以计算出转动物体的角动量。
comsol仿真实验报告
comsol仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用 COMSOL Multiphysics 软件对特定的物理现象或工程问题进行仿真分析，深入理解相关理论知识，并获取直观、准确的结果，为实际应用提供有效的参考和指导。
二、实验原理COMSOL Multiphysics 是一款基于有限元方法的多物理场仿真软件，它能够将多个物理场（如电场、磁场、热场、流体场等）耦合在一个模型中进行求解。
其基本原理是将连续的求解区域离散化为有限个单元，通过对每个单元上的偏微分方程进行近似求解，最终得到整个区域的数值解。
在本次实验中，我们所涉及的物理场及相关方程如下：（一）热传递热传递主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导遵循傅里叶定律：＄q ＝k\nabla T$，其中＄q$ 为热流密度，＄k$ 为热导率，＄＼nabla T$ 为温度梯度。
热对流通过牛顿冷却定律描述：＄q ＝ h(T T_{amb}）＄，其中＄h$ 为对流换热系数，＄T$ 为物体表面温度，＄T_{amb}＄为环境温度。
（二）流体流动对于不可压缩流体，其运动遵循纳维斯托克斯方程：＄＼rho(＼frac{＼partial ＼vec{u}｝｛＼partial t} ＋（＼vec{u}＼cdot\nabla)＼vec{u}）＝＼nabla p ＋＼mu\nabla^2\vec{u} ＋＼vec{f}＄其中＄＼rho$ 为流体密度，＄＼vec{u}＄为流体速度，＄p$ 为压力，＄＼mu$ 为动力粘度，＄＼vec{f}＄为体积力。
（三）电磁场麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程：＄＼nabla\cdot\vec{D} ＝＼rho$＄＼nabla\cdot\vec{B} ＝ 0$＄＼nabla\times\vec{E} ＝＼frac{＼partial ＼vec{B}｝｛＼partial t}＄＄＼nabla\times\vec{H} ＝＼vec{J} ＋＼frac{＼partial ＼vec{D}｝｛＼partial t}＄其中＄＼vec{D}＄为电位移矢量，＄＼vec{B}＄为磁感应强度，＄＼vec{E}＄为电场强度，＄＼vec{H}＄为磁场强度，＄＼rho$ 为电荷密度，＄＼vec{J}＄为电流密度。
角动量守恒实验报告
角动量守恒实验报告
《角动量守恒实验报告》
实验目的：通过实验验证角动量守恒定律，了解角动量在物理学中的重要性。
实验器材：转动台、转动轴、质量块、细绳、滑轮、角动量测量仪等。
实验步骤：
1. 将转动台放在水平桌面上，安装转动轴并调整水平。
2. 在转动轴上安装质量块，并用细绳和滑轮连接。
3. 通过施加力矩使转动台转动，同时记录下转动台的角速度和转动轴上质量块
的角速度。
4. 重复实验多次，改变转动台的角速度和质量块的位置，记录下不同条件下的
角动量变化。
实验结果：
通过实验数据的记录和分析，我们发现在实验过程中，无论是转动台的角速度
如何变化，转动轴上质量块的角速度都保持不变。
这就验证了角动量守恒定律：在没有外力矩作用的情况下，系统的角动量保持不变。
实验结论：
通过本次实验，我们验证了角动量守恒定律的正确性。
角动量守恒定律是物理
学中非常重要的定律，它在描述自然界中许多运动现象中起着至关重要的作用。
通过实验，我们更加深入地理解了角动量守恒定律的意义和应用。
总结：
角动量守恒定律是物理学中的重要定律，它描述了在没有外力矩作用的情况下，系统的角动量保持不变。
通过本次实验，我们验证了这一定律的正确性，并加
深了对角动量守恒定律的理解。
希望通过这次实验，同学们能够更加深入地理解物理学中的角动量守恒定律，为今后的学习打下良好的基础。
角动量守恒原理 实验
角动量守恒原理实验
角动量守恒原理是物理学中非常重要的一个概念，它指出在没
有外力矩作用的情况下，一个物体或系统的角动量将保持恒定。
为
了验证这一原理，我们可以进行以下实验。
实验材料：
1. 一个旋转椅。
2. 一把转动的陀螺。
3. 一个旋转的扭簧。
4. 一个旋转的自行车轮。
实验步骤：
1. 旋转椅实验，一个人坐在旋转椅上，双腿离地，将双臂伸直。
当旋转椅转动时，由于角动量守恒原理，当双臂向内收紧时，旋转
椅的转速会变快；当双臂向外伸展时，旋转椅的转速会变慢。
2. 陀螺实验，拿起一个转动的陀螺，当陀螺旋转时，它会保持平衡。
如果改变陀螺的转动轴方向，陀螺会产生一个与转动轴垂直的角动量，由于角动量守恒原理，陀螺将倾斜并绕着一个圆锥形路径旋转。
3. 扭簧实验，将一根扭簧固定在一端，另一端用手扭转。
当松开扭簧时，由于扭簧的扭转产生了角动量，扭簧的另一端会产生旋转运动，直到角动量耗尽。
4. 自行车轮实验，拿起一个旋转的自行车轮，当自行车轮旋转时，它保持平衡。
如果改变自行车轮的旋转方向或速度，由于角动量守恒原理，自行车轮会产生倾斜，但仍然保持平衡。
通过以上实验，我们可以清楚地观察到角动量守恒原理的实际效果。
这些实验验证了在没有外力矩作用的情况下，角动量守恒原理成立的事实。
这一原理对于理解物体运动和旋转的规律具有重要意义，也为我们解释了许多日常生活中的现象提供了理论基础。
角动量守恒实验设计
角动量守恒实验设计
设计一个角动量守恒实验可以涉及到不同的物理领域，例如力学、光学或者量子力学。
以下是一个可能的角动量守恒实验设计的示例：
实验目标：验证角动量守恒原理。
实验材料：
1. 旋转平台或旋转椅子
2. 一只旋转托盘
3. 一些小物体，如小球或小转子
4. 弹簧秤或称重器
5. 一个激光指示器或激光笔
实验步骤：
1. 将旋转平台或旋转椅子放置在实验区域的中心，确保其能够自由旋转。
2. 在旋转平台的中心放置一个旋转托盘。
3. 将小物体放置在旋转托盘上，可以使用不同的物体以及不同的位置和质量。
4. 启动旋转平台，使其开始旋转。
5. 使用弹簧秤或称重器测量旋转托盘和小物体组合的总质量，并记录下来。
6. 使用激光指示器或激光笔瞄准旋转托盘上的一个固定点或标记点，并打开激光器，产生一个光束。
7. 观察旋转托盘和小物体组合在旋转时的角动量变化。
可以观察到旋转托盘和小物体组合的角速度变化以及整个系统的角动量守恒。
8. 停止旋转平台，并重新测量旋转托盘和小物体组合的总质量。
9. 比较旋转前后的总质量和角动量，验证角动量守恒原理。
实验注意事项：
1. 实验时要确保安全，避免受伤或损坏设备。
2. 在进行实验前，确保旋转平台或旋转椅子的稳定性，以及旋转托盘的平衡性。
3. 在测量质量时要准确且精确，以确保数据的可靠性。
这只是一个简单的示例实验设计，你可以根据具体实验要求和设备条件进行调整和扩展。
在设计实验时，要注意确保实验过程和测量方法的准确性，并进行充分的数据记录和分析，以验证角动量守恒原理。
COMSOL多物理场仿真教程
COMSOL多物理场仿真教程第一章：引言1.1 COMSOL多物理场仿真的概述1.2 为什么选择COMSOL作为仿真工具1.3 本教程的目标和组织结构第二章：COMSOL基础知识2.1 COMSOL软件的介绍和安装2.2 COMSOL的用户界面和工作环境2.3 COMSOL模型的建立与保存2.4 COMSOL模型的参数设置和单位选择2.5 COMSOL库的使用和模型组件的选择第三章：单物理场仿真3.1 流体力学仿真3.1.1 简单的流体流动仿真3.1.2 自由表面流动仿真3.1.3 空气动力学仿真3.2 结构力学仿真3.2.1 结构静力学仿真3.2.2 结构动力学仿真3.2.3 声学仿真第四章：多物理场耦合仿真4.1 热-电耦合仿真4.2 磁-电耦合仿真4.3 电-结构耦合仿真4.4 光热耦合仿真4.5 热流-流固耦合仿真第五章：参数扫描和优化5.1 参数扫描的原理和方法5.2 变量的设置和参数扫描操作5.3 优化仿真的原理和方法5.4 优化变量的设置和优化仿真操作第六章：后处理和结果分析6.1 后处理的基本操作和结果输出6.2 结果图形显示和格式调整6.3 结果数据的提取和导出6.4 结果数据的分析和比较第七章：案例分析7.1 电动机设计与仿真7.1.1 磁场仿真7.1.2 结构仿真7.1.3 热耦合仿真7.2 水波机器人的设计与仿真7.2.1 流体力学仿真7.2.2 结构仿真7.2.3 磁场仿真第八章：COMSOL进阶应用8.1 自定义物理场模型8.2 用户界面的自定义和扩展8.3 COMSOL与其他工具的耦合 8.4 并行计算的应用和优化结语以上是一份COMSOL多物理场仿真教程的大致章节划分。
在引言部分，对COMSOL多物理场仿真进行了概述，并解释为什么选择COMSOL作为仿真工具，以及本教程的目标和组织结构。
接下来的章节中，首先介绍了COMSOL的基础知识，包括软件的安装、用户界面和工作环境、模型的建立与保存等操作。
角动量守恒原理
角动量守恒原理角动量守恒原理是指在一个封闭系统中，如果没有外力矩作用，系统的角动量将保持不变。
这一原理在物理学中有着广泛的应用，可以帮助我们理解和解释许多自然现象和物理实验。
角动量守恒原理的提出，为我们认识自然界提供了新的视角，对于理解和解释一些复杂的物理现象具有重要意义。
首先，我们来看一下角动量的定义。
角动量是描述物体旋转运动状态的物理量，它与物体的质量、速度和旋转半径有关。
在经典力学中，角动量的大小可以表示为L=mvr，其中m为物体的质量，v为物体的线速度，r为物体到旋转轴的距离。
角动量的方向则与物体的运动方向和旋转方向有关。
在一个封闭系统中，如果没有外力矩作用，系统的角动量将保持不变。
这意味着，系统中各个物体的角动量之和保持不变。
这一原理可以通过一个经典的实验来加以说明。
比如，当一个旋转的冰轮放在一个光滑的水平桌面上时，如果没有外力矩作用，冰轮的角动量将保持不变，它将继续保持旋转的状态直到外力矩作用改变了它的角动量。
角动量守恒原理还可以应用在许多其他物理现象的解释中。
比如，当一个旋转的物体收缩半径时，它的角速度将增大，这是因为角动量守恒原理的作用。
在这个过程中，由于收缩半径，物体的线速度增大，从而使得角动量保持不变。
这一现象可以通过角动量守恒原理来解释。
除此之外，角动量守恒原理还可以应用在天体运动的解释中。
比如，当一个天体绕着自己的轴旋转时，由于没有外力矩作用，它的角动量将保持不变。
这一现象可以帮助我们理解天体运动的规律，对于天体物理学的研究具有重要的意义。
总之，角动量守恒原理是物理学中一个重要的原理，它可以帮助我们理解和解释许多自然现象和物理实验。
通过对角动量的定义和角动量守恒原理的应用，我们可以更好地认识自然界，理解物体的旋转运动规律，促进物理学的发展。
希望本文对读者对角动量守恒原理有所帮助。
COMSOL药物输送系统案例控制方程
COMSOL药物输送系统案例控制方程COMSOL是一种功能强大的多物理场仿真软件，可用于模拟和分析复杂的药物输送系统。
药物输送系统是一种控制药物在人体内释放和传输的技术，可用于治疗各种疾病。
这种系统通常由药物释放装置，药物输送载体和靶标组成。
药物输送系统的设计和优化需要对系统的控制方程进行建模和分析。
药物释放装置通常是一种可控释放药物的装置，如药物微粒或药物涂层。
药物释放过程可以通过扩散和溶解来实现。
药物在释放装置中的扩散可以由Fick定律描述，即药物的扩散通量与药物的浓度梯度成正比。
溶解过程可以通过药物在溶液中的溶解动力学方程来描述。
药物输送载体是一种可以携带药物并将其输送到特定位置的物质，如纳米粒子、载体蛋白、聚合物微球等。
药物在载体内的输运可以通过质量守恒方程和材料的性质来描述。
其中质量守恒方程可以用来描述药物的输送速率以及载体本身的运动。
材料的性质对药物的输送过程也有重要影响，如材料的渗透性、吸附性和释放性等。
靶标是药物输送的最终目的地，通常位于人体内的组织或器官。
药物在输送过程中会与靶标发生相互作用，如吸附、降解、反应等。
这些相互作用可以通过反应动力学方程或质量守恒方程来描述。
反应动力学方程描述的是药物与靶标之间的化学反应速率。
质量守恒方程则描述的是药物在输送过程中的质量守恒关系。
总而言之，药物输送系统的控制方程包括扩散方程、溶解动力学方程、质量守恒方程和反应动力学方程等。
这些方程是建立药物输送系统模型的基础，通过使用COMSOL软件进行仿真和分析，可以帮助研究人员深入了解药物在人体内的输送过程，优化药物的设计和输送方案，提高药物的治疗效果。
COMSOL在电化学领域中的建模与仿真应用
后处理
数据集 派生值和表单(与空间坐标无关的变量) 绘图组和绘图(与空间坐标相关的变量) 报告和数据导出
COMSOL中的几何
几何建模的几种方式
• 在 COMSOL 中绘制
– 完全在 COMSOL 中绘制，不需要其他任何软件（+） – 与 CAD 软件相比，可能会较慢（-）
• 使用 LiveLink 模块
• 当界面处无电极极化时(平衡态)：
考虑电解质下的其他边界条件
• 当有电极域存在时
考虑电极下的边界条件
电解质-电极域边界
• 适用情况：当模型几何中既有电极域又有电解质域存在时 典型案例-orange battery
电解质-电极边界界面边界
• 适用情况：当模型几何中只有电解质域，无电极域 电极域可以省略的情形：金属电极具有高导电性 典型案例-wire electrode
– 直接与现有的 CAD 软件一起工作，不需要花时间学习新功能（+） – 可以在 CAD 软件中使用参数化建模（+）
– CAD 模型有可能并不是进行分析的理想结构（-）
• 导入 CAD 数据
– CAD 经常需要修复和削除，适应分析建模/网格剖分（-） – 不方便参数化和修改（-）
• 导入 Mesh 数据
电化学反应的动力学表达式中同时考虑活化和浓度过电位的影响
二次电流分布和一次电流分布
忽略电解质成分的变化，忽略浓度极化。 一次电流分布接口还假设电极反应动力学非常快，以至于可以忽略电极反应 中电荷传递过程的活化损耗(忽略电化学极化)。
二次电流分布：
一次电流分布：
练习：案例操作
案例：橙子电池
案例背景：
19网格接口可以模拟几何的变形典型应用典型应用电导体热导体加工印刷电路板电接触与冷却设备金属部件的防护螺钉螺栓等部件的腐蚀防护轴承耐磨涂层金属与塑料的装饰汽车组件铬涂覆珠宝和餐具中的贵金属复杂薄壳结构的电铸成型薄屏和剃须刀片加工mems器件加工philips剃须刀端面的电铸成型加工comsolnews2008典型应用典型应用金属结构腐蚀模拟电偶腐蚀缝隙腐蚀点蚀取决于杂散电流的腐蚀金属结构腐蚀防护模拟使用外部电流的阴极保护外加电流阴极保护iccp使用牺牲阳极的阴极保护阳极保护比如稳定氧化膜的微弱钝化电流在电偶腐蚀之前和之
角动量守恒定律实验报告
① 对一固定点 o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变，叫 做质点角动量守恒定律。
② 由 mgr-Mu=Iβ ，可得到转动惯量 I 的值。 其中，m 是下落砝码的质量，g 是重力加速度，r 是绕线轮的半径，Mu 是摩擦 力矩，I 是转动惯量，β 是角加速度。
2
3. 选用仪器：
仪器名称
型号 主要参数
计算机和 C-I6874
DataStudio
——
750 接口
C-I6760 ——
转动传感器
CI-6538 ——
转动组合平台
ME-8951 ——
砝码及挂钩
—— ——
用途
数据采集平台、数据处理
数据采集处理
采集数据 采集数据 采集数据
4、实验内容及具体步骤：
1、调节实验装置。如下图 3 所示，调节底座一脚的水平螺丝，使载物台水平，并保持定滑轮的滑 槽与所选用的塔轮半径垂直。 2. 打开 DataStudio 软件，选择 750 数据接口，接好数据线，创建一个新实验。在 DataStudio 软 件的窗口中设置 750 接口的转动传感器连接，设置测量角加速度β 。 3.转动平台空载。使塔轮在砝码的作用下，从静止开始转动，由 Datastudio 记录平台空载时角加 速度β ，以后每次增加已知质量的砝码，重复测量多次，并保存实验所得图像。 4. 转动平台载荷。在载物台上放置圆环，重复步骤 2，3，并保存实验所得图像。
③利用茹科夫斯基转椅可定性观察合外力矩为零的条件下，物体系统的角动量守 恒 L Iii I f f 。 ④ 角动量守恒的物体系统的转动惯量变大时，角速度会变小，反之亦然。
⑵角动量定理（也称动量矩定理）：
角动量守恒定律实验报告
角动量守恒定律实验报告实验报告：角动量守恒定律一、实验目的1.通过实验验证角动量守恒定律。
2.掌握角动量守恒定律的应用。
二、实验仪器与材料1.光滑水平桌面2.旋转台3.旋转陀螺4.弹簧秤5.指针装置6.计时器7.视频摄像机三、实验原理与方法1.剛體的角动量定义为角动量，即L=Iω，其中L为角动量，I为转动惯量，ω为角速度。
2.根据角动量守恒定律，当没有外力或外力矩作用于系统时，系统的总角动量保持不变。
3.实验将利用旋转陀螺、弹簧秤和指针装置进行验证。
首先将旋转陀螺放在旋转台的中央位置，然后用弹簧秤的钩子钩住旋转陀螺上的一个点，使陀螺开始匀速旋转。
接着用指针装置在旋转陀螺的表面标注两个刻度线，以便观察角动量的变化。
最后，通过视频摄像机记录旋转陀螺的旋转过程。
四、实验步骤1.打开视频摄像机并将其对准旋转台上的旋转陀螺。
2.将旋转陀螺放在旋转台的中央位置，并使其开始匀速旋转。
3.用弹簧秤的钩子钩住旋转陀螺上的一个点，使陀螺旋转速度发生变化，并记录下来。
4.使用指针装置在旋转陀螺的表面标注两个刻度线，并通过视频摄像机记录下来。
5.观察视频记录，分析旋转陀螺的角动量变化。
五、实验结果与分析根据实验记录和观察视频，可以看出在实验过程中旋转陀螺的角动量一直保持不变。
当弹簧秤的钩子钩住陀螺后，陀螺的角速度有所改变，但是由于系统没有外力或外力矩作用，所以陀螺的角动量保持不变。
六、误差分析在实验过程中，可能存在以下误差：1.视频观测误差：视频摄像机可能存在帧率限制，导致角动量变化的细节难以观察清楚。
2.实验操作误差：在标注刻度线和钩住陀螺时，存在人为的误差，可能会对实验结果产生一定的影响。
七、实验结论通过本次实验的观测与分析，可以得出结论：在没有外力或外力矩作用的情况下，旋转陀螺的角动量保持不变，实验结果验证了角动量守恒定律的正确性。
八、实验体会通过本次实验，我深刻理解了角动量守恒定律的概念和应用。
实验过程中，要注意精确操作和观测，避免误差的产生，并合理利用现代技术手段来加强实验的观测和分析，提高实验结果的可靠性。
角动量守恒实验报告
角动量守恒实验报告角动量守恒实验报告引言：角动量守恒是物理学中的一个重要概念，它描述了一个物体在没有外力作用下，角动量的大小和方向保持不变。
本实验旨在通过探究不同物体在旋转过程中的角动量变化，验证角动量守恒定律。
实验目的：1. 理解角动量守恒定律的基本原理；2. 通过实验验证角动量守恒定律。
实验器材：1. 旋转平台2. 陀螺仪3. 弹簧秤4. 直尺5. 实验记录表格实验步骤：1. 将旋转平台放置在平稳的桌面上，并确保其处于水平状态。
2. 将陀螺仪置于旋转平台上，并使其保持平衡。
3. 用直尺测量陀螺仪的初始半径，并记录在实验记录表格中。
4. 启动旋转平台，使其以适当的角速度旋转。
5. 用弹簧秤测量陀螺仪在旋转过程中的转动力矩，并记录在实验记录表格中。
6. 停止旋转平台，记录陀螺仪停止旋转后的半径，并记录在实验记录表格中。
实验结果分析：根据角动量守恒定律，当没有外力作用时，物体的角动量保持不变。
在本实验中，陀螺仪在旋转过程中受到的转动力矩可以通过弹簧秤测量得到。
根据实验记录表格中的数据，可以计算出陀螺仪在旋转过程中的角动量。
实验讨论：1. 在实验中，我们观察到陀螺仪在旋转过程中的半径发生了变化。
这是因为陀螺仪在旋转过程中受到了摩擦力的作用，导致其逐渐失去能量，从而使半径减小。
2. 在实验中，我们还观察到陀螺仪在停止旋转后的半径与初始半径不完全相同。
这是因为在陀螺仪停止旋转后，由于摩擦力的作用，它仍然受到了一定的转动力矩，导致半径不再保持恒定。
3. 实验中的转动力矩可以通过弹簧秤测量得到，但由于弹簧秤的精度限制，测量结果可能存在一定的误差。
结论：通过本实验，我们验证了角动量守恒定律。
在没有外力作用下，物体的角动量保持不变。
同时，我们也观察到陀螺仪在旋转过程中的半径和停止旋转后的半径会发生变化，这是由于摩擦力的作用。
实验结果与理论相符合，验证了角动量守恒定律的有效性。
实验的局限性和改进：1. 实验中使用的陀螺仪可能存在一定的制造误差，导致实验结果的不准确性。
汇流排COMSOL仿真过程
我们可以从温度表面图看出汇流排和空气盒子周围的温度分布，从图 中我们可以看出这个温度的分布并不光滑，主要是因为网格设置的原 因。设置一个好的网格可以得到更为光滑的解，从而使结果更为精确。
⑩（复制第二个圆作为第三个圆）在工作平面3中右击面几 何选择复制按钮。在图形框中点击圆c1将其计入复制设定栏中的 输入对象中，并设定位移为y方向距离wbb/2。点击创建按钮创建。
⑪ 右击工作平面3选择拉伸，在拉伸设置窗口输入距离为 -2*tbb。点击全部构建进行构建。
4.材料设置 将汇流排材料设置为铜，螺栓材料设置为钛合金。 ①右击组件1点击材料按钮，选择增加材料，加入铜材料。 ②加入材料钛合金。 ③因为铜材料是第一个选择的材料，所以汇流排所有表面都 默认为是铜材料，接下来要将螺栓的材料设置为钛合金，而螺栓 所在的这些面要覆盖住之前所做的设置。 ④点击钛合金按钮，选择所有除了域1之外的所有域，即可 覆盖域2、3、4、5、6、7中设置的铜材料，从而将螺栓设置成钛 合金材料。
6.网格设置 ①点击网格按钮，在设置窗口中选择 用户控制网格类型。 ②点击尺寸按钮，在设置窗口中选择定制选项，设置最大单 元尺寸为mh，最小单元尺寸为mh-mh/3，用来控制网格的大小。 设置曲率因子为0.2，曲率因子用来控制圆弧边界单元的数量曲 率因子越小所设置的网格就越好。最大单元生长率决定了单元从 最小尺寸变为最大尺寸的快慢，当它的值为1时，不发生变化。 ③点击全部构建按钮，创建网格。
这也就意味着我们将模型设置为先求焦耳热，再进行固体力学 分析。 ④右击研究1按钮，选择计算，即可以得到最后的计算结果。 形成电势多切片图、温度表面图、温度等直面图。 接下来我们增加一个位移图。 ①点击结果按钮，选择三维绘图组4，在三维绘图组中选择 表面按钮。在设置窗口中的表达式栏中输入solid.disp（总位移）， 并且将单位改成mm。 这样由于热膨胀而产生的局部变形就在COMSOL的表面图中显 示出来了。 接下来我们把这个变形情况加入到汇流排中去。 ①右击三维绘图组4下的表面1，选择变形按钮，后点击绘图 即可产生变形后汇流排的图形。
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Comsol仿真实验角动量守恒扩展实验
作者：谭博文邵子轩闫震宇
来源：《中国科技纵横》2018年第11期
摘要：在我们的生活中，经常会产生一类伤病，这类病中又以网球肘最为突出，这主要是由于我们的肌肉在受到力的冲击后会受到损伤。
那我们可以采取什么措施来减轻身体的损伤？我们知道在击球时角冲量是不为零的，因而导致肘部受到力的冲击，我们可以研究我们的手握住球拍的位置，使我们的肘部受到的力最小，我们采用Comsol仿真来找到这个最佳击球点。
关键词：网球肘；角动量守恒；最佳击球点
中图分类号：O3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0236-01
1 问题提出
在大学物理的学习过程中，学习角动量守恒这一知识点时，在教员上课时讲到了一个问题引起了我们的兴趣。
解答下来可谓不困难，可是这个现象是否能在现实中实现？由ΔL=FlΔt，即角动量改变量与冲量矩的改变量相等。
当FlΔt=0即冲量矩为0时，有Δt，即所说的角动量守恒，Mvl-
Jω=0。
而在现实中，往往在很多时候，FlΔt不为0，即角动量是不守恒的，一部分角动量会变为角冲量。
而这些角冲量会在哪产生呢？在轴上产生，并且其表现形式为在轴上会产生了一个力。
疼痛的产生是由于前臂伸肌重复用力引起的慢性撕拉伤造成的。
患者会在用力抓握或提举物体时感到患部疼痛。
网球肘是过劳性综合征的典型例子。
网球、羽毛球运动员较常见，家庭主妇、砖瓦工、木工等长期反复用力做肘部活动者，也易患此病。
从简单的结构力学方面考虑，是不是可以将其视作因击球时的角冲量不为0，而导致在肘部存在一个力，使运动员的肘部长时间收到这样的力最终而导致了网球肘的伤病。
那么我们能不能通过什么方法来消除这个力从而保护运动员的肘部，以达到减轻、预防这类伤病的方式。
2 实验操作
2.1 创建工程
（1）选择空间维度：三维。
（2）增加物理场：结构力学——多体动力学。
（3）选择求解类型：瞬态。
2.2 创建几何模型
（1）创建一个长方体（宽：1m，深：10m，高：0.5m）。
（2）在（0.5， -0.005，0.55）处创建一个圆柱体（半径0.005m、高度1.25m）作为旋转轴。
（3）为了之后对轴的受力研究，对圆柱进行复制。
（4）对圆柱和长方体进行布尔相减以使得旋转轴与摆相分开，形成接触。
（5）在固定点附近创建一个长方体（宽：1m，深：0.1m，高：0.5m）并与原长方体布尔相加（即选取原长方体的一部分区域）。
（6）形成装配体。
2.3 添加仿真模型材料
在这里主要使用Structural Steel作为摆的材料，但为了更方便观察到实验的现象，模型中将其的密度缩小至原密度的1%。
如图1所示。
2.4 场的建立（材料和模型的默认值没有改动，只是在其上添加了以下内容）
（1）重力场。
（2）创建轴的接触面（总4面）。
（3）创建摆上与轴的接触面（总4面）。
（4）前述8面两两形成铰接。
（5）固定约束（使轴固定）。
（6）边界载荷。
（对摆加力，橙色公式为所加高斯力，模拟的是物体打击在面上产生的力）如图2所示。
2.5 参数化扫描
前期通过扫描已获得了a的位置，现计算的a为（5、6、6.74、7、8）。
2.6 瞬态时间设定
从0～6s，以0.001s为间距计算。
3 实验结果
通过Comsol仿真结果如图3、图4所示。
可以得出当a=6.74m时，即距离轴约为2/3l时，轴上受力为0，则Mvl-Jω=0即其动量矩完全转化为刚体转动的角动量，其表现形式为轴上受力为0。
由于在试验中轴是用一个r=0.005m的圆柱来代替，但仍然引入了一点误差，使与理论值a=6.67m具有0.07m的偏差。
由此可以得出当轴为虚拟的一条线时，当a=1/3l时轴受力应为零，并当实际打击点与
a=1/3l的距离逐渐增大时，轴所受的力逐渐增大。
4 实际应用
4.1 “网球肘”
我们的试验结果表明，假如球拍质量均匀分布，打击位置大概在球拍的上三分之一处时轴上的受力几乎为零，因此，尽可能得使球的打击位置位于球拍的三分之一处，可以减小手肘上的受力，从而降低疾病发生的概率。
4.2 棒球的最佳击球点
球與棒碰撞会在握把处产生一定的净作用力，我们要在球棒上找到一个撞击中心，当球撞击在碰撞中心时，此净作用力为最小，此时握把处因为震动而产生能量损耗最小，从而最大限度地将能量传递给球，获得最佳的击球效果。