COMSOL Multiphysics 在材料科学领域的应用案例集.pdf

中仿科技公司 CnTech Co., Ltd 案例 铁矿床的磁勘探 磁性探测是用于特定铁矿石脉的地质勘探的一种方法，对于是由磁铁矿和赤铁矿组成的矿脉。估算富铁层的质心位置 和空间区域有助于减少开发的成本。被动磁性探测依赖于对局部地磁分布异常的精确绘图——即该区域的自然静磁场对基于 地球磁偶极子模型的预测值的偏离大小。本案例研究了表面和空中探矿的地磁异常的估算结果。地壳的磁场异常可能来源于 富铁矿石被感应后或者残余磁化的磁场。上图颜色图显示了相对于地壳表面铁矿石深度，而流线则为磁通量。 案例来源：模型库AC/DC_ModuleGeneral_Industrial_Applications Magnetic Prospecting of Iron Ore Deposits 冷坩埚 冷坩埚是通过电磁场熔炼高纯度材料的有力工具，应用领域包括航空工业和医学假体中的钛合金加工、光电工业的硅 净化等。本案例首先总结了冷坩埚3D 电磁模型的计算结果，然后计算了2D 瞬态电磁-流体力学耦合模型。该模型包含移动 网格（ALE ）技术，用以显示悬浮状态的液体形状（考虑电磁搅拌的影响）。最后根据2D 模型推断了3D 模型的初步结果。 上图表示磁悬浮的应用——非接触式熔炼，同时考虑导电电流、电磁感应、热传导与磁悬浮等效应，用于制备钛合金、硅或 纯玻璃等高纯度材料。 案例来源：Numerical Modeling of a Levitated Liquid in a Cold Crucible ，COMSOL 2007 年会 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnT 邮箱:info@ - 1 - 中仿科技公司 CnTech Co., Ltd 微波烧结 本案例数值模拟了在单独的电场和磁场的TE102 空腔中铜粉末金属盒的微波加热，用于补充实验结果。一般来说，盒 子的热耗散可能是由于电阻加热、介电损耗或磁损失。这些耗散机制分别耦合于盒子的有效导电率、有效复合介电常数、有 效复合渗透系数。通过在COMSOL 中使用单独的电磁场测量值来联合各种损耗，模拟腔体中的物理场和加热趋势。仿真结 果表明与实验吻合得很好，并有助于提供粉末金属中微波场相互作用的自洽结果。 案例来源：Single Mode Microwave Heating of Copper Powder Metal Compacts ，COMSOL 2006 年会 熔融铝液滴凝固 本案例使用COMSOL 模拟自由表面液滴凝固，包含质量守恒的水平集方法计算液滴自由表面的运动情况。本案例改进 了Voller 和Prakash 提出的计算方法，综合考虑固液混合区域的对流和热传导，用于描述液相凝固的相变过程。金属熔融液 滴流淌并冷却成型模拟。结果显示模型适用于高密度和高粘度的情况，同样也适用于高熔化潜热材料。上图表示温度场分布， 涉及到两相流、传热和相变等热力学过程。 案例来源：Solidification of a Liquid Metal Droplet Impinging on a Cold Surface，COMSOL 2006 年会 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnT 邮箱:info@ - 2 -