COMSOL实例分析

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comsol 案例

comsol 案例COMSOL（Computation Method for Science and Engineering）是一种用于多物理场问题建模和模拟的软件平台。

以下将介绍一个使用COMSOL的案例。

在某一电子设备生产厂家中，有一个问题需要解决：在电子元器件的生产过程中，需要将组件加热至一定温度，以便进行焊接等工艺。

然而，由于加热方式不当，过高的温度可能会导致电子元器件受损。

因此，厂家希望通过使用COMSOL软件来优化加热过程，以保证元器件的安全性。

首先，使用COMSOL建立了一个三维模型，包括了电子元器件和加热设备。

在模型中，定义了材料的热传导系数、热容量和密度等参数。

根据要求的加热温度，设置了加热设备的功率。

模型还考虑了元器件周围的导热情况，包括传导、对流和辐射。

然后，通过COMSOL进行模拟计算。

COMSOL利用有限元方法进行求解，将模型划分为多个小单元，计算出每个单元的温度分布。

通过迭代计算，最终得到整个模型在加热过程中的温度变化情况。

根据模拟结果，厂家可以优化加热过程。

例如，他们可以根据元器件的特性和要求的加热温度，调整加热设备的功率大小，以及加热设备和元器件之间的距离。

他们还可以通过改变元器件的材料和结构，来提高热传导性能，减少温度梯度。

通过使用COMSOL进行模拟和优化，厂家成功地解决了元器件加热过程中的温度控制问题。

他们能够确保元器件在安全温度范围内进行加热，避免了因过高温度导致的损坏。

此外，优化后的加热过程还能够提高元器件的生产效率和质量，降低生产成本。

综上所述，COMSOL软件在电子元器件加热过程的优化中发挥了关键作用。

它通过建立和求解多物理场模型，帮助厂家实现了对加热过程的精确控制，提高了产品的质量和性能。

Comsol经典实例024：平行载流导线上的电磁力

在COMSOL Multiphysics 5.5版本中创建Comsol 经典实例024：平行载流导线上的电磁力此模型介绍通有恒定电流的两根平行导线的装置。

导线的横截面持续减小，直至达到设置的单位长度的力。

一、案例简介在无限长且可忽略圆形横截面的两根平行直导线中施加 1 安培的恒定电流，两根导线相隔1米放在真空中，每米长度会产生2×10-7牛顿力 (N/m)。

本模型介绍遵循这个定义描述的两根平行导线的设置，但不同的是，导线存在有限横截面。

对于此示例中带有均匀电流密度的圆形横截面导线，相互作用的磁力与线电流相同。

这可以通过以下论据来理解：首先是两根导线都是线电流 (I) 的情况。

每个线电流都受洛伦兹力 (I×B) 支配，其中磁通密度 (B) 是由另一根导线产生的。

现在，为一根导线指定一个有限半径。

可直接从圆对称和麦克斯韦 - 安培定律得出，在这根导线外部，产生的通量密度与之前完全相同，因此，其余线电流上的力是不变的。

而且，带分布式电流密度的导线上的净力必须与线电流上的力大小完全相同（但方向相反），这样，力也不会改变。

如果两根导线交换位置，力必须仍然相同，由对称可推断出，只要导线横截面不相交，则力与导线半径无关。

导线甚至可以是圆柱壳体或具有圆对称的任何其他形状。

对于实验装置，需要横截面足够小，因为由导线和霍尔效应产生的阻抗压降可能会导致产生随导线半径增大而增大的静电力，但此示例中没有考虑这种效应。

导线之间的力通过两种不同方法来计算：首先自动积分边界上的应力张量，然后积分导线横截面上的体积（洛伦兹）力密度。

结果收敛于1A 定义的2×10-7N/m ，与预期相同。

二、模型定义本 App 通过 “二维磁场”接口构建。

建模平面是两根导线及其周围空气的横截面。

此方程式假设磁矢势的唯一非零分量为 A z ，这对应于与建模平面垂直的所有电流。

求解以下方程：e ()Z Z A J μ∇⨯⨯=1T2是空气的应力张量。

COMSOL官方实例解析

info@
外加声源
• 湍流
–K-eps使涡流变得模糊不清 => 不适合 –气动声学方程需要势流 –低Re模型使用LES或可能的偶极子源
• 白(粉、黑、机械…)噪声
–模拟为（可能随机）振幅vs.频率
• 点源、单极子、偶极子、线源…
–没问题
info@
声源
• 入射波辐射条件 –开边界问题 • 法向加速度 –已知结构振动 • 驱动力 –未知结构振动 • 背景声压 –远处声源
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
求解域声压传输方程
外层辐射边界条件 (最大限度减少声波反射的影响) 边界条件交界水面圆柱对声波
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中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider info@
压力声学
• 应用于流体
–空气和水最常见 –人体组织 (70% 水) –布、玻璃丝、石纤维
info@
Hale Waihona Puke 声源• 入射波辐射条件 –开边界问题 • 法向加速度 –已知结构振动 • 驱动力 –未知结构振动 • 背景声压 –远处声源
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider

COMSOL实例：非牛顿流体

COMSOL Multiphysics 计算流体力学：非牛顿流模型背景本案例研究了线性聚苯乙烯溶液流动中，与剪切应力相关的粘度效应。

对于此类流动，可以使用Carreau 粘度模型。

在Carreau 模型中，粘滞系数由剪切率决定，剪切率在圆柱坐标系统下的轴对称模型中方程如下：()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=∙2222422221r u v v u u z r z r γ粘度()()21201-∙∞∞⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=n γλμμμμ模型几何、控制方程及边界条件控制方程；N-S 方程()()0=∇+∇∙+∇+∇∙∇-∂∂p u u u u tu Tρμρ0=∇u分析结果：实例操作：1.运行COMSOL软件，空间维度选择2维轴对称模型，点击下一步；2.增加物理量中，选择流体流动模型---单相流---层流（spf）双击层流（spf）添加进选中的物理量。

点击下一步。

3.选择求解类型，选择预置研究---稳态点击完成。

4.进入到几何创建界面。

几何模型是由两个矩形外加两条贝氏曲线组成，所以应先创建矩形。

统一单位，点击几何1，在设定中将单位由m改成mm；右键单击几何1选择矩形，输入尺寸参数创建第一个矩形r1，依照上述操作创建第二个矩形r2。

创建贝氏曲线b1增加一条二次曲线：增加第二条二次曲线：在增加一条线性曲线：再增加一天线性曲线:选择创建所有：创建贝氏曲线b2：添加一条二次曲线添加第二条二次曲线：添加线性曲线：再添加一条线性曲线：选择创建所有：对创建好的4个块进行布尔运算，得到预期模型。

右键单击几何1---布尔运算---构成；将r1,r2,b1,b2添加到输入对象当中，具体方法为左键单击块r1再右键确定添加。

输入设定公式：r1+r2-b1-b2；将保留内部边界的对勾去掉。

选择创建所有对几何模型进行形成合集操作：模型树中点击形成合并（fin）,定型方法选择形成合集---选择创建所有，完成几何模型的创建。

comsol 案例

comsol 案例
案例一：坩埚中太阳能蒸发箱的模拟
背景：用太阳能蒸发箱来清洁物质中的有机物，是一款环保的技术，但蒸发环节的效率还不够。

因此，对它进行一个精确的模拟分析是很有必要。

问题：模拟坩埚中太阳能蒸发箱的散热器的传热行为，以确定温度场的分布和物料的流动情况。

环境：太阳能蒸发箱；反射膜；散热器；物料流。

建模：将散热器设置在坩埚中，模拟其传热行为；在外界添加反射膜，表示太阳热流的反射；添加物料流，模拟物料在蒸发箱内的传输。

计算：利用COMSOL Multiphysics中内置的三维表面热力学模块，建立传热方程并进行求解；将物料流方程补充进原有求解，并调整参数，将它们求解为一个整体；最后，以热线的形式可视化温度场的分布以及物料的流动情况。

结果：求解出的温度场分布以及物料的流动情况，与实验室设备的数据相较，差异不大，说明我们的模拟结果是可靠的。

结论：通过COMSOL Multiphysics的模拟分析，可以得到坩埚中太阳能蒸发箱的温度场分布以及物料的流动情况。

本案例可以有效地帮助工程师实验现象，为改进相关设备提供有效的信息及建议。

COMSOL官方实例解析

结果分析和讨论
01
结果展示
通过COMSOL的后处理功能，可以得到悬臂梁的变形图、应力分布图
等。
02 03
结果分析
从变形图可以看出，悬臂梁在受到集中载荷作用下发生了明显的弯曲变形。从应力分布图可以看出，最大应力出现在固定端附近，且随着距离的增加而逐渐减小。
讨论
在实际工程中，为了保证结构的安全性，需要对悬臂梁进行强度校核和稳定性分析。此外，还可以通过优化设计方法，对悬臂梁的结构进行优化，以减小变形和应力集中。
COMSOL官方实例解析
汇报人：XX
目录
• 引言 • 官方实例概述 • 实例解析：电磁场模拟 • 实例解析：结构力学分析 • 实例解析：流体动力学模拟 • 实例解析：传热模拟 • 总结与展望
01
引言
COMSOL软件简介
COMSOL是一款强大的多物理场仿真软件
它提供了广泛的物理接口和工具，用于模拟各种复杂的物理现象和工程问题。
要点二
边界条件
在平板的一侧施加恒定热流密度，例如1000 W/m²。另一侧暴露在恒温环境中，例如25°C。平板的初始温度假设为 25°C。
结果分析和讨论
01 02 03
温度分布
通过求解模型，可以得到平板内的温度分布。可以观察到，在施加热流密度的一侧，温度迅速升高，而在暴露于恒温环境的一侧，温度逐渐降低。温度梯度在平板内形成，导致热量从高温区域向低温区域传递。
建模方法
使用COMSOL的传热模块进行建模。首先，定义几何形状和尺寸，然后选择合适的物理场接口（如传热接口），并设置相应的材料属性和边界条件。
材料属性和边界条件设置
要点一
材料属性
假设平板是由铜制成的，其热导率为385 W/(m·K)，密度为8960 kg/m³，比热容为385 J/(kg·K)。

Comsol经典实例012：高斯波速的二次谐波产生

Comsol经典实例012: 高斯波速的二次谐波产生激光系统是现代电子技术中的一个重要应用领域。

激光束的生成方法有很多种, 这些方法有个共同点: 波长由受激发射决定, 而受激发射取决于材料参数。

通常很难生成具有短波长的激光。

但是, 如果使用非线性材料, 就有可能产生频率为激光频率数倍的谐波。

通过使用二阶非线性材料可生成波长为基频光束波长一半的相干光。

本案例演示了如何设置非线性材料属性, 通过瞬态波仿真产生二次谐波。

模型中一束波长为1.06μm的激光聚焦于非线性晶体, 光束的腰部落于晶体内。

在激光的传播过程中, 大部分能量都集中在传播轴附近, 在求解麦克斯韦方程时可以近轴近似, 由此获得高斯波束。

一、物理场选择及预设研究Step01: 打开comsol软件, 单击“模型向导”选项创建模型, 在模型的“选择空间维度”界面选择“二维”, 在“选择物理场”界面分别选择“光学→波动光学→电磁波, 瞬态（ewt）”, 单击“添加”按钮。

对应变量设置完毕以后, 单击“研究”按钮, 在“选择研究”树中添加“预设研究”中的“瞬态”研究, 单击“完成”按钮进入软件主界面, 如图1所示。

图1 软件主界面二、全局定义1.参数Step02: 参数设置。

在模型开发器窗口的全局定义节点下, 单击“参数”子节点, 在“参数”设置窗口中, 定位到“参数”栏, 输入如图2所示的参数。

图2 设置全局参数2.解析定义Step03: 在“主屏幕”工具栏中单击“函数”选项, 在下拉菜单中选择“全局→解析”选项。

单击“解析1”子节点, 在“解析”设置窗口中, 定位到“函数名称”栏, 在文本输入框中输入“w”；定位到“定义”栏, 在“表达式”文本输入框中输入“w0*sqrt(1+(x/x)^2)”；定位到“单位”栏, 在“变元”文本输入框中输入“m”, 在“函数”在文本输入框中输入“m”,如图3所示。

Step04：在“主屏幕”工具栏中单击“函数”选项, 在下拉菜单中选择“全局→解析”选项。

comsol案例

comsol案例Comsol案例。

最近，我在工程领域中使用了Comsol Multiphysics软件进行了一些仿真分析，我想在这里分享一些我使用Comsol的案例以及一些心得体会。

首先，我想谈谈使用Comsol进行热传导仿真的经验。

在我的项目中，我需要对一个导热材料进行热传导性能的分析。

通过Comsol软件，我能够轻松地建立起材料的热传导模型，并且进行了多种工况下的仿真分析。

我发现Comsol提供了丰富的材料性能库，这使得我能够快速地找到我需要的材料参数，并且在仿真过程中进行调整。

通过Comsol的热传导模块，我成功地得到了材料在不同温度下的热传导性能，这对于我后续的工程设计提供了重要的参考。

其次，我还使用Comsol进行了电磁场仿真。

在我的项目中，我需要对一个电磁场传感器进行性能分析。

通过Comsol的电磁场模块，我能够建立起传感器的电磁场模型，并且进行了多种工况下的仿真分析。

我发现Comsol提供了丰富的电磁场求解器，这使得我能够快速地得到传感器在不同工况下的电磁场分布情况，这对于我后续的传感器设计提供了重要的指导。

最后，我还使用Comsol进行了流体力学仿真。

在我的项目中，我需要对一个流体管道进行流动特性的分析。

通过Comsol的流体力学模块，我能够建立起管道的流体力学模型，并且进行了多种工况下的仿真分析。

我发现Comsol提供了丰富的流体力学模型，这使得我能够快速地得到管道在不同流速下的流动特性，这对于我后续的管道设计提供了重要的参考。

总的来说，我对Comsol Multiphysics软件的使用体验非常好。

它提供了丰富的物理建模模块，使得我能够进行多种物理场耦合的仿真分析。

同时，Comsol的后处理功能也非常强大，使得我能够直观地得到仿真结果并进行分析。

希望我的经验能够对大家在工程领域中使用Comsol进行仿真分析有所帮助。

Comsol经典实例021：单导线和螺旋线圈的自感和互感

在 COMSOL Multiphysics 5.5 版本中创建Comsol 经典实例021：单导线和螺旋线圈的自感和互感本例使用频域模型计算同心共面布置中单匝初级线圈和二十匝次级线圈之间的互感和感应电流。

其中对每一匝次级线圈都进行显式建模，并将结果与解析预测值进行比较。

一、案例简介本例使用频域模型计算同心共面的单匝主线圈和 20 匝二次线圈之间的互感和感应电流。

二次线圈的每匝线圈都是显式建模的。

比较了主线圈与二次线圈的静态结果和交流结果，还与解析预测值进行了比较。

图A 20 匝二次线圈位于单匝主线圈内部（未按比例显示）二、模型定义所建模的物理情况如图A 所示。

二次线圈有20匝，绕两圈，与主线圈同心，且位于同一平面。

二次线圈质心的半径为R 2 =10 mm 。

两种线圈中的导线半径均为r 0 =1 mm 。

虽然线圈以三维形式显示，但在二维轴对称空间中建模，假设中心线周围不存在物理差异。

求解前两个直流分析以提取系统的电感矩阵。

半径R 1=100 mm 的单匝线圈中流过指定电流1 A ，频率为1 kHz 。

本例的目的是计算开路情况下二次线圈上的压差以及闭路情况下的感应电流。

对于匝数为N 的次级多匝线圈，存在R 1>>R 2>>r 0这一限制时，两种线圈之间的互感解析表达式为：其中，μ0是自由空间的磁导率。

这两种同心线圈在二维轴对称空间中建模，其示意图如图B 所示。

建模域由一个无限元区域包围，这是截断无限延伸域的一种方法。

虽然无限元域的厚度有限，但可将其视为无限延伸的域。

22012R M N R πμπ=图B 同心线圈的二维轴对称模型的图示主线圈通过线圈特征进行建模，可视为在其他连续圆环中引入无限小的狭缝。

由于主线圈为单匝线圈且由导电材料构成，因此，在 “线圈”特征中使用单导线模型。

该特征用于通过指定1 A 的电流来激励线圈。

二次线圈使用具有线圈组设置的线圈特征来建模，使相同的电流流过表示一匝线（多匝线圈以串联方式连接）的每个圆形域。

comsol 案例

comsol 案例Comsol 案例。

在工程领域，计算机辅助工程仿真软件的应用越来越广泛。

COMSOL Multiphysics作为一款领先的多物理场仿真软件，被广泛应用于电磁、热传导、结构力学、流体力学等领域。

本文将介绍一个基于COMSOL Multiphysics的案例，以展示该软件在实际工程问题中的应用。

我们选取了一个热传导问题作为案例，以展示COMSOL Multiphysics在热传导领域的应用。

在这个案例中，我们需要分析一个复杂形状的导热体在不同热边界条件下的温度分布情况。

首先，我们需要建立该导热体的几何模型，然后设置热边界条件和材料属性，最后进行数值求解，得到温度场的分布情况。

在COMSOL Multiphysics中，建立几何模型可以通过几何建模模块来实现。

用户可以通过绘制几何形状、操作几何体等方式，快速建立复杂的几何模型。

在我们的案例中，我们需要考虑导热体的复杂形状，因此需要充分利用COMSOL Multiphysics提供的几何建模功能，精确地重现实际工程中的几何形状。

在几何模型建立完成后，我们需要设置热边界条件和材料属性。

COMSOL Multiphysics提供了丰富的物理场模块，用户可以根据实际问题选择相应的物理场模块进行建模。

在我们的案例中，我们需要选择热传导模块，然后设置热边界条件和材料属性。

COMSOL Multiphysics提供了直观的界面和丰富的选项，用户可以方便地设置各种热边界条件和材料属性，以满足实际工程问题的需求。

最后，我们进行数值求解，得到温度场的分布情况。

COMSOL Multiphysics采用有限元方法进行数值求解，能够精确地求解各种复杂的多物理场耦合问题。

在我们的案例中，通过COMSOL Multiphysics进行数值求解，我们可以得到导热体在不同热边界条件下的温度分布情况，从而为工程实践提供重要的参考。

通过上述案例，我们可以看到COMSOL Multiphysics在热传导领域的强大应用能力。

comsol 案例

comsol 案例Comsol 案例。

在工程领域，仿真分析是一项非常重要的工作，它可以帮助工程师们更好地理解和预测各种物理现象，从而指导工程设计和优化。

而 Comsol Multiphysics 软件作为一款多物理场仿真软件，被广泛应用于各种工程领域，为工程师们提供了强大的仿真分析工具。

在本文中，我们将介绍一些使用 Comsol Multiphysics 软件进行仿真分析的案例，以展示该软件在工程实践中的应用价值。

首先，我们来看一个热传导问题的仿真案例。

假设我们需要设计一个电子设备的散热系统，我们可以利用 Comsol 软件对该系统进行热传导仿真分析。

通过建立相应的热传导模型，设置材料的热导率、边界条件和热源等参数，我们可以得到散热系统在不同工况下的温度分布和热流分布，从而指导散热器的设计和优化。

接下来，让我们看一个电磁场仿真案例。

假设我们需要设计一个电磁传感器，我们可以利用 Comsol 软件对该传感器的电磁场进行仿真分析。

通过建立相应的电磁场模型，设置材料的电磁特性、电流源和边界条件等参数，我们可以得到传感器在不同工作频率下的电磁场分布和传感特性，从而指导传感器的设计和优化。

此外，我们还可以利用 Comsol 软件进行流体力学仿真分析。

假设我们需要设计一个微流控芯片，我们可以利用 Comsol 软件对该芯片的流体力学特性进行仿真分析。

通过建立相应的流体力学模型，设置流体的性质、微通道的结构和边界条件等参数，我们可以得到微流控芯片在不同流速和压力下的流场分布和混合效应，从而指导芯片的设计和优化。

总的来说，Comsol Multiphysics 软件作为一款多物理场仿真软件，在工程实践中具有广泛的应用前景。

通过上述案例的介绍，我们可以看到该软件在热传导、电磁场和流体力学等领域的仿真分析中发挥着重要的作用，为工程师们提供了强大的仿真分析工具，帮助他们更好地理解和预测各种物理现象，指导工程设计和优化。

COMSOL案例详解-单相扩散中文models.mfl.controlled_diffusion_micromixer_CN

1 在 ' 模型开发器 ' 窗口中的 ' 组件（comp1） ' 下，点击 ' 几何 1' 。
2 在 ' 几何 ' 的 ' 设定 ' 窗口中找到 ' 单位 ' 栏，在 ' 长度单位 ' 列表中选择 'μm'。
可以通过拉伸二维工作平面来绘制几何。首先在工作平面中绘制结构的俯视图。 3 在 ' 几何 ' 工具条中点击 ' 工作平面 ' 。
出口 1
增加含压力边界条件的出口。 1 在 ' 物理场 ' 工具条中点击 ' 边界 ' 并选择 ' 出口 '。 2 只选择边界 20 和边界 22。
此示例中缺省压力为 0 Pa。
对称 1
在对称平面中增加对称边界条件。 1 在 ' 物理场 ' 工具条中点击 ' 边界 ' 并选择 ' 对称 '。 2 只选择边界 4。
矩形 2
1 右键 ' 平面几何 ' 并选择 ' 矩形 '。 2 在矩形的 ' 设定 ' 窗口中找到 ' 尺寸与形状 ' 栏。
- 在 ' 宽度 ' 编辑框中输入：120。 - 在 ' 高度 ' 编辑框中输入：50。 3 找到 ' 位置 ' 栏。 - 在 'xw' 编辑框中输入：10。 - 在 'yw' 编辑框中输入：10。 4 点击 ' 构建选定 ' 按钮。
。 4 点击 ' 增加 '。 5 在 ' 选择物理场 ' 下拉菜单中的 ' 化学物质传递 ' 下点击 ' 稀物质传递（tds）' 。 6 点击 ' 增加 '，然后点击 ' 研究 ' 按钮。 7 在 ' 预置研究 ' 下拉菜单中点击 ' 稳态 ' 。 8 点击 ' 完成 ' 。

Comsol经典实例015：殷刚的热变形

Comsol经典实例015：殷刚的热变形初始温度为20℃的刚性轴，一端插入极端环境试验箱中加热或降温，另一端在常温环境下，中间绝热。

本案例仿真出稳定后根轴的温度场分布和热变形量。

本案例中极端环境温度为-100~100℃，以10℃为步长，常温环境温度为20℃。

长度为（30+70）mm，直径为20mm，刚性轴为实心，材料为殷钢。

一、物理场选择及因变量设置Step01：打开comsol软件，单击“模型向导”选项创建模型，在模型的“选择空间维度”界面选择“二维轴对称”，在“选择物理场”界面分别选择“传热→固体传热（ht）”和“结构力学→固体力学（solid）”，单击“添加”按钮。

对应变量设置完毕以后，单击“研究”按钮，在“选择研究”树中添加“一般研究”中的“稳态”研究，单击“完成”按钮进入软件主界面，“传热→固体传热（ht）”如图1所示。

图1 软件主界面二、全局参数设置Step02：在模型开发器中，单击“全局定义”节点下的“参数1”子节点，输入如图2所示的全局参数变量。

图2 设置全局参数三、几何模型Step03：单击“几何”节点，定位到“单位”栏，在“长度单位”下拉列表中选择mm。

右键单击“几何1”节点，在弹出的菜单中选择“矩形”，在“矩形”设置窗口，定位到“大小”栏，在“高度”文本输入框中输入“r_c/2”，在宽度文本输入框中输入200；定位到“层”栏，在“层1”的“厚度”文本输入框中输入140。

单击“构建选定对象”，如图3所示。

四、函数定义右键单击“定义”节点，在下拉菜单中选择“函数”，然后选择“插值”，在“插值”设置窗口，定位到“函数名称”栏，在数据输入栏中分别输入“700，-100”和“700.001,100”，单击“绘制”，如图4所示。

图3 创建“矩形1”图4 定义函数五、材料定义Step05：在“材料”工具栏中单击“添加材料”按钮。

在“添加材料”设置窗口中选择材料“Invar [solid,calculated from the single crystal compliances]”，如图4所示。

comsol仿真案例

comsol仿真案例Comsol仿真案例。

在工程领域，仿真技术被广泛应用于产品设计、工艺优化、性能预测等方面。

Comsol Multiphysics作为一款多物理场仿真软件，具有强大的建模和求解能力，能够模拟电磁、结构力学、流体力学等多个物理场的耦合效应，为工程师和科研人员提供了强大的工具来解决复杂问题。

本文将以一个实际案例来介绍Comsol Multiphysics的仿真应用。

我们将以磁场传感器的设计为例，展示如何利用Comsol进行多物理场的仿真分析。

首先，我们需要建立磁场传感器的几何模型。

在Comsol中，可以通过几何建模模块来创建传感器的三维几何结构，包括传感元件的形状、尺寸和材料属性等。

在建模过程中，可以直观地观察和调整传感器的几何参数，以满足设计要求。

接下来，我们需要定义磁场传感器的物理特性。

通过Comsol的物理场模块，可以添加磁场、电磁感应等物理场效应，并设置材料的磁性参数、电导率等物理属性。

这些物理特性将直接影响传感器的性能和响应。

然后，我们可以进行多物理场的耦合仿真。

Comsol Multiphysics能够同时求解多个物理场的方程，并考虑它们之间的相互作用。

在磁场传感器的案例中，我们可以将磁场、电磁感应和结构力学等物理场进行耦合，分析传感器在外部磁场作用下的响应和变形情况。

在仿真过程中，可以通过Comsol的后处理模块来可视化仿真结果，包括磁感应强度分布、电流密度分布、应力应变分布等。

这些结果能够直观地展现传感器的工作状态和性能表现，为设计优化和性能预测提供重要参考。

最后，我们可以通过参数化设计和优化算法，对传感器的关键参数进行调整和优化。

Comsol Multiphysics提供了丰富的参数化建模和优化工具，能够快速高效地进行设计方案的评估和优化，以实现传感器性能的最大化。

总的来说，Comsol Multiphysics作为一款多物理场仿真软件，能够为工程师和科研人员提供强大的仿真分析工具，帮助他们解决复杂的工程和科学问题。

comsol案例——肖特基接触

肖特基接触本篇模拟了由沉积在硅晶片上的钨触点制成的理想肖特基势垒二极管的行为。

将从正向偏压下的模型获得的所得J-V（电流密度与施加电压）曲线与文献中发现的实验测量进行比较介绍当金属与半导体接触时，在接触处形成势垒。

这主要是金属和半导体之间功函数差异的结果。

在该模型中，理想的肖特基接触用于对简单的肖特基势垒二极管的行为进行建模。

使用“理想”这个词意味着在这里，表面状态，图像力降低，隧道和扩散效在界面处计算半导体与金属之间传输的电流应被忽略。

注意，理想的肖特基接触的特征在于热离子电流，其主要取决于施加的金属- 半导体接触的偏压和势垒高度。

这些接触通常发生在室温下掺杂浓度小于1×1016 cm-3的非简并半导体中。

模型定义该模型模拟钨 - 半导体肖特基势垒二极管的行为。

图1显示了建模设备的几何形状。

它由n个掺杂的硅晶片（Nd = 1E16cm-3）组成，其上沉积有钨触点。

该模型计算在正向偏压（0至0.25V）下获得的电流密度，并将所得到的J-V曲线与参考文献中给出的实验测量进行比较。

该模型使用默认的硅材料属性以及一个理想的势垒高度由下列因素定义：ΦB=Φm-χ0 （1）其中ΦB是势垒高度，Φm是金属功函数，χ0是半导体的电子亲和力。

选择钨触点的功函数为Φm = 4,72V （2）其中势垒高度为ΦB= 0.67V。

结果与讨论图2显示了使用我们的模型（实线）在正向偏压下获得的电流密度，并将其与参考文献中给出的实验测量进行比较ref. 1（圆）。

建模说明从文件菜单中，选择新建NEW。

N E W1在“新建”窗口中，单击“模型向导”。

MODEL WIZARD1 在模型向导窗口，选择2D轴对称22在选择物理树中，选择半导体>半导体（semi）。

3单击添加。

4点击研究。

5在“选择”树中，选择“预设研究”>“稳态”。

6单击完成。

D E F I N I T I O N S参数1在“模型”工具栏上，单击“参数”。

Comsol经典实例022：射频线圈

在 COMSOL Multiphysics 5.6 版本中创建Comsol经典实例022：射频线圈一、案例简介从无线技术到MRI扫描设备等各种应用中，射频线圈都起着非常重要的作用。

本介绍性教学案例演示了如何确定线圈的基本谐振频率，以及如何执行频率扫描来提取线圈的Q 因子。

二、模型定义所分析的线圈为两匝线圈，如图A所示。

在本例的第一个版本中，该几何结构用于确定基本谐振频率。

线圈被视为理想电导体，这意味着您只需要求解周围空气中电磁波的特征频率方程。

空气域是一个足够大的球体，其外部边界条件不会显著影响解。

图 A 用于特征频率分析的几何结构在本例的第二个版本中，我们在线圈两端之间指派一个时谐驱动端口电压。

这是通过使用集总端口将两端连接来实现的。

为该端口指派 50 Ω外部电缆阻抗和1 V 驱动电压。

该模型在谐振频率附近的频率范围内运行。

为了让生成的波离开模型域时人为反射达到最少，在本例的驱动版本中，我们在空气球体外部应用 PML。

图 B显示已划分网格的几何结构。

在驱动模型中，线圈被视为由铜制成。

借助Impedance Boundary Condition，该模型分析传导表面损耗。

三、结果与讨论在本例的特征频率版本中，我们确定最低特征频率出现在180 MHz 下。

为了验证空气球体是否足够大，首先将人为外部边界设为理想电导体，然后再设为理想磁导体，由此来确认果。

图B显示谐振时的电场和磁场分布。

图B 本例的驱动版本中使用的网格图C 基本谐振时的电场（切面）和磁通密度（箭头）其中f0是峰值频率，△f 是半峰全宽，如图 D所示。

四、建模操作说明Step01：在新建窗口中，单击模型向导。

在模型向导窗口中，单击三维。

在选择物理场树中选择射频 > 电磁波，频域 (emw)。

单击添加。

单击研究。

先执行特征频率研究。

稍后添加另一个频域研究。

在选择研究树中选择一般研究 > 特征频率。

单击完成。

如图1所示。

图1 软件主界面Step02：在主屏幕工具栏中单击导入。

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