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铝合金表面激光加工热效应仿真探析

中国科技期刊数据库工业A 2023年第11期 140-144页

作者：李泽胡皓宇殷赳湖南城市学院机械与电气工程学院湖南益阳413000

本文首先通过梳理激光加工技术与铝合金材料有关方面的知识,建立铝合金表面激光加工温度场分布的理论模型,建立铝合金表面激光加工热效应的 COMSOL multiphysics仿真模型,最后分析激光功率、激光扫描速度等加工参数对铝合金表面性能的影... 详细信息

本文首先通过梳理激光加工技术与铝合金材料有关方面的知识,建立铝合金表面激光加工温度场分布的理论模型,建立铝合金表面激光加工热效应的 COMSOL multiphysics仿真模型,最后分析激光功率、激光扫描速度等加工参数对铝合金表面性能的影响,得出以下结论:在激光功率为20W、扫描速度为50mm/s的条件下,铝合金表面温度低于其气化温度,此时铝合金无气化发生,只出现熔化,对表面性能没有显著提高。当激光功率在30W及以上时,铝合金表面温度超过了气化温度,铝合金表面有气化发生,可以改变表层性能。但是激光功率在50W时,铝合金表面有大面积会被去除,对表面性能改善帮助不大。

关键词：铝合金激光加工热效应仿真研究 COMSOL multiphysics

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基于分时驱动方法压电堆响应速度的研究

压电与声光 2016年第6期38卷 888-891,896页

作者：巴学杰潘巧生琚斌冯志华中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230027

为提高压电驱动器响应速度,提出了一种超快速分时驱动方法。它通过考虑压电堆内部应力波传播对响应速度的影响,对各压电层进行分时驱动以提高其整体响应速度。通过COMSOL multiphysics有限元仿真软件对所提出的模型进行了仿真分析,并通... 详细信息

为提高压电驱动器响应速度,提出了一种超快速分时驱动方法。它通过考虑压电堆内部应力波传播对响应速度的影响,对各压电层进行分时驱动以提高其整体响应速度。通过COMSOL multiphysics有限元仿真软件对所提出的模型进行了仿真分析,并通过实验结果得到了验证。相比于传统的同时驱动,分时驱动下压电驱动器的整体响应速度提高为原来的1.92倍;另外,分时驱动可以实现对各压电层产生应力的线性叠加,在不改变驱动器响应速度的前提下获得更大的输出位移。

关键词：压电陶瓷应力波传播 COMSOL multiphysics 分时驱动响应速度

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电容式微机械超声传感器设计与仿真

压电与声光 2017年第2期39卷 284-288页

作者：王朝杰王红亮段培盛陈一波胡晓峰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 山西古交西山义城煤业有限责任公司山西太原030203

建立电容式微机械超声传感器(CMUT)微元三维有限元模型,经过分析CMUT微元不同结构对CMUT性能的影响,得到CMUT结构参数。设定工作频率范围1~2 MHz,工作电压Vdc<100V,首先,利用有限元模型进行模态分析研究薄膜参数与一阶频率的关系,以此... 详细信息

建立电容式微机械超声传感器(CMUT)微元三维有限元模型,经过分析CMUT微元不同结构对CMUT性能的影响,得到CMUT结构参数。设定工作频率范围1~2 MHz,工作电压Vdc<100V,首先,利用有限元模型进行模态分析研究薄膜参数与一阶频率的关系,以此确定薄膜参数;然后,在阐述相关理论和静态分析的基础上,仿真、分析空腔对CMUT性能的影响,进而确定空腔高度;最后,通过静电-机械耦合分析和计算机电耦合系数优化电极参数。对所设计的CMUT结构进行仿真验证,工作频率为1.65 MHz,塌陷电压为68 V,满足应用要求。

关键词：电容式微机械超声传感器(CMUT) COMSOL multiphysics 塌陷电压机电耦合系数

超导电路与体声波谐振器组成的量子iSWAP门方案

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压电与声光 2020年第2期42卷 167-172页

作者：张凯旋黄春晖福州大学物理与信息工程学院福建福州350116 阳光学院人工智能学院福建福州350115

高保真度量子门的物理实现是量子计算和量子通信的关键技术之一。根据电路量子声动力学和量子电动力学,提出了由两个具有较长相干时间的超导transmon qubit和一个具有高机械品质因数的薄膜体声波谐振器组成的量子门方案,体声波谐振器起... 详细信息

高保真度量子门的物理实现是量子计算和量子通信的关键技术之一。根据电路量子声动力学和量子电动力学,提出了由两个具有较长相干时间的超导transmon qubit和一个具有高机械品质因数的薄膜体声波谐振器组成的量子门方案,体声波谐振器起到类似微波光子通道的作用,使两个transmon qubit之间实现量子态交互。该文先用Butterworth-van Dyke模型分析体声波谐振器在方案中的等效电路,构建系统的量子化哈密顿量,再用二能级原子-声子混合量子态形式编码系统的量子态,通过调节外磁场来调控系统的输入态,系统的输出态可通过测量模块得到。在Jaynes-Cummings模型下,该系统能完成具有高保真度的量子相位交换(iSWAP)门操作。

关键词：超导量子比特量子iSWAP门体声波谐振器保真度 COMSOL multiphysics

Analysis of Optical Properties for Square, Circular and Hexagonal Photonic Crystal Fiber

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Optics and Photonics Journal 2017年第11期7卷 235-243页

作者： Md. Bellal Hossain Abdullah Al-Mamun Bulbul Md. Abdul Mukit Etu Podder Electronics and Communication Engineering (ECE) Discipline Khulna University Khulna Bangladesh

This paper presents four rings square, circular, and hexagonal photonic crystal fiber (PCF) geometry for analyzing different optical properties in a wavelength ranging from 800 nm to 1600 nm. These three types of geometry have been used for analyzing Effective area, Propagation constant, Confinement loss and Waveguide dispersion. Silica glass is chosen as background material and the cladding region is made of four air hole layers. COMSOL multiphysics (v.5) software is used to simulate these proposed PCF geometries. From the numerical analysis, it is found that the effective area is small for hexagonal PCF geometry and large for square PCF geometry (11.827 μm2, 10.588 μm2 and 9.405 μm2 for square, circular, and hexagonal PCF geometry respectively). From the analysis, the Confinement loss is approximately zero at wavelength ranges from 800 nm to 1250 nm and approximately zero waveguide dispersion is achieved from 900 nm to 1500 nm for all the three PCF structures. Again, negative dispersion approximately −30.354 ps/(nm⋅km) is achieved for circular PCF structure at the wavelength of 900 nm.

关键词： Photonics Crystal Fiber Effective Area Waveguide Dispersion Confinement Loss COMSOL multiphysics

A Numerical Model Coupling Electromagnetism and Thermomechanics Application to Induction Heating Modeling

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 2000年第1期5卷 63-71页

作者： Fran cois Bay, Valerie Labbe Yann Favennec Centre de Mise en Forme des Materiaux, Ecole des Mines de Paris B.P 207 - 06904 Sophia Antipolis cedex - FRANCE

A numerical model coupling the various physical phenomena (electromagnetic, thermal and mechanical) taking place in the induction heating process has been developed. The mathematical model and the numerical methods ar... 详细信息

关键词： Induction heating Electromagnetic field Temperature Field Stress Field multiphysics coupling

An Interface to Model 3D Hydrological Process of a Soak-Away Rain Garden

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Computational Water, Energy, and Environmental Engineering 2015年第2期4卷 5-17页

作者： Sivarajah Mylevaganam Ting Fong May Chui Jiangyong Hu Department of Civil and Environmental Engineering National University of Singapore Singapore Singapore

To mitigate the adverse impact of urbanization around the world, several best management practices, in other words green infrastructures, have been used in a way that protect the natural hydrology of the catchment and are more beneficial to the environment. Soak-away rain garden, shallow, landscaped depressions commonly located in parking lots or within small pockets in residential areas, is one of those best management practices or green infrastructures. However, though in the past few decades the mathematical modeling work and the science of computer simulation have enhanced the understanding of hydrological processes, there is still a lack of modeling studies that focus on understanding the three-dimensional (3D) hydrological processes, such as the 3D ex-filtration process of a soak-away rain garden in a sufficient level of details. Thus, this paper develops a 3D mathematical model to represent the hydrological processes of a soak-away rain garden using COMSOL multiphysics Java API, a Java-based interface of COMSOL multiphysics. The developed model is demonstrated with a design hyetograph of 3-month average rainfall intensities of Singapore.

关键词： COMSOL multiphysics 3D Ex-Filtration Soak-Away Rain Garden COMSOL multiphysics Java API

Design and Optimization of Comb Drive Accelerator for High Frequency Oscillation

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Modern Mechanical Engineering 2018年第1期8卷 1-10页

作者： Zichen Zhang Shandong Experimental High School Jinan China

Comb-drive devises have been widely applied in many fields. However, the application of high frequency sensor, such as rocket chamber, still remains problems. In this work, a finite element code was used for the design, optimization and visualization of a comb drive accelerator. In the simulation results, the post-optimization design has high performance in high frequency oscillation operating environment. The optimization is based on the ideal eigenfrequency and Nelder-Mead method. The 3-D working conditions are realized by testing and comparing the time and frequency domain of pre-optimized and optimized design whose frequency ranges from 2000 Hz to 5000 Hz. Finally, the electric potential and capacitance in comb drive are visualized, which shows the better electric signals and displacements.

关键词： Comb-Drive Micro-Structure COMSOL multiphysics Optimization Electric Responses

基于严格矢量波计算的SO2荧光采集光路的设计与仿真

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光学技术 2019年第5期45卷 526-530页

作者：杨立洁邢鹤园王桂梅张振兴河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038 中节能天融科技有限公司北京102200

紫外荧光法是指SO2分子在特定波长的紫外光照射下会产生荧光,通过检测荧光的强度就可以间接得到SO2的浓度。但大气中SO2浓度较低,荧光信号较弱,这就导致检测困难,在一定程度上限制了紫外荧光法的发展。针对这个问题,设计了用于采集荧光... 详细信息

紫外荧光法是指SO2分子在特定波长的紫外光照射下会产生荧光,通过检测荧光的强度就可以间接得到SO2的浓度。但大气中SO2浓度较低,荧光信号较弱,这就导致检测困难,在一定程度上限制了紫外荧光法的发展。针对这个问题,设计了用于采集荧光的光路。光路分别采用抛物面反射镜与菲涅尔透镜实现对不同发散角的荧光的准直,之后利用两个平凸透镜对平行光进行缩束,并使用两个平凸透镜汇聚荧光。采用射线追踪算法作为严格矢量分析的工具,对设计的光路进行仿真分析并与传统的荧光采集光路进行采集效果的对比,仿真结果表明该设计的光路采集荧光的效率要高于传统结构。

关键词：应用光学 SO2检测荧光采集 COMSOL multiphysics 射线追踪算法