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碳纤维复合结构上压电宏观纤维复合材料的机电耦合振动有限元模型
摘要： 本文采用商业有限元软件COMSOL建立了有限元模型，用于模拟压电振动能量收集（PVEH）的多物理过程，涉及碳纤维复合结构上压电宏观纤维复合材料（MFC）的动态力学与电学行为。MFC的集成实现了能量收集、传感和驱动功能，在航空航天、汽车和可再生能源领域具有应用价值。现有文献中关于PVEH动态响应与实际振动数据关联的建模存在空白，多数模拟要么是几何非特异性的半解析MATLAB模型，要么是仅限于正弦分析的基础有限元模拟。然而，使用代表性环境振动数据对预测工业开发中的实际行为至关重要。该有限元模型结合了涉及固体力学和静电学的压电器件物理特性，并定义了电路系统。通过插值振动数据文件对结构进行动态激励，同时分别定义MFC和碳纤维复合材料的正交各向异性材料属性以确保精度。仿真结果与实验验证偏差小于10%，为所提出的多物理场有限元模型在设计优化PVEH智能复合结构方面提供了可靠性依据。
关键词： 能量收集、多物理场、有限元、碳纤维增强塑料、压电纤维复合材料、COMSOL
更新于2025-09-23 15:23:52
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太赫兹等离子体激元的电子-电磁多物理场建模：综述
摘要： 本文综述了太赫兹等离子体应用中电子-电磁多物理场建模的数值与解析方法。我们重点考察了电子输运的半经典理论框架下的方法，因其适用于研究二维电子气系统（常见于高电子迁移率晶体管HEMTs和石墨烯片层）中的等离子体波现象学。在模拟此类电子-等离子体器件时，需建立入射电磁波与器件的耦合模型或器件发射模型，因此需要采用电子-电磁耦合的多物理场多尺度模型。这类建模问题的计算域包含需要求解电动力学方程的大范围区域，故整体计算效率取决于电动力学方程的求解速度。然而，电动力学求解速度受限于最小网格尺寸——该尺寸又由电子输运方程决定。针对这些问题，本文综述了与流体动力学方程耦合的无条件稳定时域有限差分法(FDTD)和迭代交替方向隐式(ADI)-FDTD方法，探讨了基于FDTD、ADI-FDTD及迭代ADI-FDTD的全局建模方法的优势与权衡，并总结了研究结论。
关键词： 电子、数值建模、电子输运、太赫兹（THz）、时域有限差分法（FDTD）、多物理场、等离子体激元、交替方向隐式时域有限差分法（ADI-FDTD）、多尺度建模、流体动力学（HD）、等离子体波、电磁学
更新于2025-09-16 10:30:52
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密集阵列聚光光伏系统性能的多物理效应
摘要： 本文通过考虑聚光光伏?？榱臃绞?、非均匀光照及温度分布，详细研究了多物理效应对密集阵列聚光光伏（DA-CPV）系统性能的影响。研究发现，优化?？榕渲每上灾档偷绯卣逦露龋佣嵘低承视胛榷ㄐ?。我们还分析了温度均匀性对输出性能的影响——当光照条件、?？榕渲眉捌骄露群愣ㄊ保露确植既曰嵊跋霥A-CPV系统的输出表现。在非均匀光照条件下，?？樽畲蠊β什⒎浅鱿衷诰任露确植甲刺?，而是呈现逆高斯温度分布特征。基于对DA-CPV?？槲露刃вΦ娜嫒现?，可设计适配的冷却系统以减少功率损耗。
关键词： 非均匀光照、聚光光伏、多物理场、密排阵列、温度
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 加拿大安大略省渥太华 (2019.7.8-2019.7.12)] 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 量子级联激光器工作的多尺度电热模拟
摘要： 量子级联激光器（QCLs）是电磁波谱中中红外和太赫兹波段的高功率相干光源。这类系统中的电子与晶格体系处于远离平衡态的状态，彼此存在强耦合，且该问题涉及不同空间尺度的跨越。我们在此展示关于量子级联激光器中电荷与热量远离平衡态输运的持续研究工作。
关键词： 量子级联激光器、远离平衡态、电热模拟、多物理场、多尺度
更新于2025-09-12 10:27:22
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《AIP会议论文集》[作者：SolarPACES 2017国际太阳能热发电与化学能源系统会议——智利圣地亚哥（2017年9月26-29日）] - 汽车前照灯近光截止线的多物理场分析方法
摘要： 本研究通过虚拟方法检验了注塑工艺导致的翘曲累积效应与车灯功能发热引起的塑料部件热膨胀对前照灯近光截止线的影响。首先利用商用CAD软件，将模流分析生成的车灯?？橹Ъ苡氲瓶潜湫瓮褡晃堤寮扑慊ㄖ杓颇Ｐ汀Ｔ诨肪澄露?2°C且所有车灯功能开启的条件下进行热有限元分析(FEA)，导出稳定温度场作为结构FEA的载荷输入。完成结构FEA后，提取车灯?？榻沟愕姆较蛭灰朴虢俏灰谱魑庋Х治鍪淙氩问?。通过分析光学结果评估其对前照灯近光截止线的影响。
关键词： 汽车前照灯、近光截止线、多物理场、热膨胀、有限元分析、翘曲、光学分析
更新于2025-09-09 09:28:46