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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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甘薯（Ipomoea batatas L.）间歇红外与对流联合干燥的实验研究及数学模拟
摘要： 间歇式红外与对流联合干燥（IIRCD）是一种能提升能效和干制品品质的新型干燥方法。该方法的干燥机理尚未完全明确，目前也不存在描述农产品IIRCD干燥过程的数学模型。本研究建立了基于收缩依赖扩散率和蒸发现象的物理数学模型来解析甘薯IIRCD干燥机理，采用COMSOL多物理场有限元软件进行模拟，并通过实验干燥数据验证了水分与温度分布的模拟结果，两者高度吻合。研究发现相比热风对流干燥法，IIRCD干燥在最终产品品质方面具有更高能效。
关键词： 干制品质量，COMSOL，基于物理的模型，建模与仿真
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用宽带功能近红外系统对非均匀头部仿体中血肿进行高空间分辨率识别
摘要： 本文提出了一种基于宽带光子迁移的高灵敏度光学fNIR成像新方法，用于早期血肿检测。通过对比30-1000 MHz宽带频率下的三维数值模拟与代表人脑的非均匀多层仿体NIR实验测量数据，验证了研究方法的可靠性。针对670 nm、795 nm和850 nm波长（本文重点讨论670 nm结果），采用定制化宽带自由空间光发射器(Tx)和接收器(Rx)模块测量插入损耗与相位，并通过有限元法(FEM)对头部仿体进行仿真模拟。通过将实验数据拟合至a√频率 + b函数，采用标准误差计算三维FEM建模与实验测量间的差异，同时展示窄带与宽带频率调制下的误差结果以确保三维数值模拟的可信度。本研究创新性地建立了基于插入损耗(?IL)和相位(?IP)一阶及二阶导数变化来识别血肿存在的方法，特别针对670 nm波长下对不同尺寸血肿敏感的频率调制光子进行了分析。该高度精确的对比结果为光学生物成像技术及其在创伤性脑损伤(TBI)检测中的最终应用提供了可靠依据。
关键词： 光接收器Rx，插入损耗IL，总背向反射TBI，光发射器Tx，前端?？镕EM，功能性近红外fNIR，色散DE，COMSOL，IP，脉冲宽度调制PDW，三波长垂直腔面发射激光器Tri-wavelength VCSEL
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 日本神户 (2018.10.22-2018.10.25)] 2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 基于COMSOL采用分层级联法实现声表面波器件快速仿真
摘要： 采用分层级联方法对半导体器件进行建模，通过考虑器件结构细节的影响可实现高精度模拟。本文研究了具有周期性结构的量子级联激光器（QCL）的仿真问题，该仿真在COMSOL Multiphysics软件中采用有限元法（FEM）实现。结果表明，所提出的方法能够高精度地获取器件特性。
关键词： 有限元法、量子级联激光器、COMSOL Multiphysics、仿真
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年新兴趋势与工程技术创新国际会议（ICETIETR）- 埃纳库拉姆（2018.7.11-2018.7.13）] 2018年新兴趋势与工程技术创新国际会议（ICETIETR）- 基于纳米线的金属氧化物氨气检测传感器设计、仿真与优化
摘要： 大气中有毒气体含量正急剧上升，对所有生物健康造成不利影响。氨气、氮氧化物等多种有毒气体即使微量存在也必须被检测和消除。基于金属氧化物的传感器技术因其诸多优势备受青睐。本文提出一种利用二氧化钛纳米线气体传感器检测氨气的方法，其工作原理是气体在传感物质表面的吸附作用——该过程需通过微加热板提供的高温环境才能实现。研究旨在提升传感器灵敏度并降低功耗，通过气体与氧化物相互作用导致的表面电阻变化来测算传感器周围环境中的气体浓度。采用COMSOL多物理场工具对传感器性能进行分析。
关键词： 金属氧化物，COMSOL，纳米线，微热板，有毒气体
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过纳米结构接触设计提升异质结钙钛矿太阳能电池的热性能
摘要： 对钙钛矿太阳能电池结构进行设计与分析，以探究其热行为特性。为规模化工业应用，需理解光照强度变化、环境温度及焦耳热、非辐射复合等因素对电池组件的影响。通过选用能降低工作温度的透明前电极和背电极等材料层，最终实现热稳定性提升。采用COMSOL Multiphysics软件构建并模拟了以ITO为透明前接触层、Au为背接触层的常规平面异质结钙钛矿太阳能电池。该传统电极组合在所有热源作用下最高温度达79°C。进一步研究了FTO、AZO、Ag和RGO电极的九种结构组合，发现最佳热结构采用AZO透明接触层与RGO背接触层，使最高温度大幅降至约32°C——相比传统ITO/Au结构实现了59.5%的总温降。
关键词： 电极，COMSOL，钙钛矿太阳能电池，热性能
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用激光刻写GO/RGO周期性结构的低成本柔性压力传感器，用于电子皮肤应用
摘要： 考虑到电子皮肤应用，基于氧化石墨烯-还原氧化石墨烯（GO-rGO）周期性结构设计并制备了一种压力传感器。该传感器采用DVD驱动器拾取头激光二极管通过低成本直接激光写入技术制造。利用COMSOL环境中的有限元法（FEM）进行计算建模，完成了传感器结构的优化。优化后的结构通过在聚酰亚胺薄膜表面沉积薄层GO并采用激光辐照图案化制备而成。对制备的传感器结构进行了结构和功能表征，结果表明该制备方法成功形成了GO-rGO周期性结构，且传感器在1.5–40 kPa范围内具有可接受的响应性能。
关键词： COMSOL，压力传感器，激光刻写，电子皮肤，氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于教学目的的单电极带状线束流位置监测器模拟
摘要： 束流位置监测器是粒子加速器中用于测定束流位置的装置。本研究展示了通过计算模拟获得的成果，以及采用单电极在电势作用下对条带线束流位置监测器进行特性分析的结果。该电势沿同心置于监测器外围的铜缆产生，用以模拟粒子束流。模拟工作在COMSOL R(cid:13)软件中完成，展示了当铜缆在监测器垂直轴上位置变化时，电极上电势响应的变化情况。此外，还探讨了该设备的教学价值。
关键词： 仿真、粒子、加速器、COMSOL R(?)
更新于2025-09-23 02:23:32
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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) - 基于COMSOL Multiphysics的光纤表面等离子体共振传感器检测介电分析物的灵敏度研究
摘要： 鉴于公众健康对接触有害气体的重要性，实时灵敏的气体传感器目前是优先研究方向之一。在各类气体传感器中，具有高灵敏度、低成本、微型化和在线监测优势的光学传感器备受研究者关注。本文通过COMSOL Multiphysics软件模拟了基于金薄膜表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器。为此，采用单模光纤中间部分去包层并镀金薄膜的结构，研究了该器件的灵敏度和共振条件随金属膜厚度的变化关系。
关键词： 光纤，COMSOL Multiphysics，金，传感器，表面等离子体
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE国际纳米尺度操纵、制造与测量会议(3M-NANO) - 中国镇江 (2019.8.4-2019.8.8)] 2019年IEEE国际纳米尺度操纵、制造与测量会议(3M-NANO) - 非晶TiNiCu合金局部激光退火制备纳米结构功能材料的模拟
摘要： 本研究采用Comsol Multiphysics软件模拟非晶TiNiCu薄带的局部激光退火过程，旨在制备具有双向形状记忆效应的分层纳米结构晶体-非晶功能材料，用于制造纳米执行器。通过改变激光辐射参数（如脉冲持续时间和功率密度）进行了多次模拟，其中激光处理简化为样品表面的边界热源。
关键词： 液态、晶态、激光处理、纳米镊子、Comsol Multiphysics、非晶态、状态、形状记忆效应、淬火
更新于2025-09-16 10:30:52