comsol仿真毕业论文
基于Comsol的窄带滤波器的设计与仿真
中图分类号：TN713
文献标识码：A
文章编号：2096-4706（2019）15-0036-03
Design and Simulation of Narrowband Filter Based on Comsol
WANG Daoping，WANG Hui （Hefei Normal University，Hefei 230601，China）
损耗等方面较有优势，但仍然不足以满足目前对于高度集成、高速率的信号的处理要求。因此，为了克服以前滤波器的不足之处，
本论文利用 Comsol 软件设计了一款基于光子晶体的窄带带通滤波器。此种窄带滤波器的阻带透射率可低至 0.1 以下，通带的透
射率可高达 0.8，在工程上的应用前景广阔。
关键词：窄带滤波器；阻带透射率；Comsol 软件
Abstract：At present，filters composed of inductors，resistors，and capacitors have been widely used. Compared with earlier filters，they have advantages in frequency selection，stability and loss. However，it is still not enough to meet the current requirements for the processing of highly integrated，high-rate signals. Therefore，in order to overcome the shortcomings of these filters，a narrowband band pass filter based on photonic crystal is designed with Comsol software. This kind of narrowband filter can be as low as 0.1，and the transmission ratio of the passband can be as high as 0.8，and the prospect of engineering application is broad.
comsol小论文
基于COMSOL的磁场仿真研究摘要：随着科学技术的发展，计算机技术得到了突飞猛进的进步，以计算机为平台的很多仿真软件相继推出。
电磁场问题往往较为抽象，科学界一直无法找到有效的办法定量计算，并且计算也相对比较复杂。
为此，借助计算机软件对复杂问题进行求解的重要性也得到凸显。
COMSOL是一款大型的高级数值仿真软件，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算模拟科学和工程领域的各种物理过程，并且对于电磁场的仿真非常有效。
本文主要阐述COMSOL软件的概念、基本信息和模块类型，介绍了基于COMSOL的磁场仿真现状和新技术，以供国内相关行业人员参考。
关键词：COMSOL；磁场仿真；新技术1 引言随着科学技术的不断发展，计算机技术已经广泛应用于社会的各个领域。
基于计算机技术的仿真技术得到了长足的发展，基于COMSOL的磁场仿真的研究。
通过磁场的仿真，可以定量的研究磁场的分布，进而分析其规律，可以广泛应用于社会的各个领域，尤其对于开发先进的导航技术，变压器绝缘技术和石油开采技术具有重要的意义。
2 COMSOL软件概述2.1 COMSOL软件概念COMSOL集团是全球多物理场建模解决方案的提倡者与领导者。
凭借创新的团队、协作的文化、前沿的技术、出色的产品，这家高科技工程软件公司正飞速发展，并有望成为行业领袖。
其旗舰产品COMSOL Multiphysics 使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。
它有无与伦比的能力，使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。
1986年7月，公司成立于瑞典，斯德哥尔摩。
目前分公司已遍布全球十多个国家，包括丹麦、芬兰、法国、德国、荷兰、挪威、印度、意大利、瑞士、巴西、英国和美国。
2014年1月，COMSOL集团宣布：康模数尔软件技术（上海）有限公司作为其中国分公司在上海成立，新公司将设立北京和上海两个分支机构，由COMSOL中国直接运营。
2.2 COMSOL软件基本信息COMSOL公司是全球多物理场建模与仿真解决方案的提倡者和领导者，其旗舰产品COMSOL，使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。
一种基于COMSOL分子流仿真的电子源电极结构设计
0 引言电子源即可以获得电子束的装置。
电子源诸多重要应用领域，如高压整流管，X 射线源，显示器，高温电子设备等等。
电子源按照电子获得方式分为四类：热电子发射、光电子发射、二次电子发射、场致电子发射[1]。
早期电子器件中的电子源多采用热电子发射的方式，把物体加热到足够高的温度，当阴极温度升高，阴极材料内部电子获得足够大的能量后，便克服功函数从阴极表面溢出，实现热电子发射。
但是热电子发射存在固有缺陷，一是，电子源需要加热以使电子获得足够的能量进入真空；二是，热阴极的最大电流密度的极限值比较低。
克服上述不足，可利用场致发射取代热电子发射，构造新型的冷阴极电子源。
所谓场发射，是指在物体表面施加强电场来抑制其表面势垒，使物体内的电子穿过表面势垒并溢出。
即利用外部电场来压抑阴极的表面势垒，使其势垒高度降低、宽度变窄，当其势垒宽体与电子波长相当时，由于电子的隧道效应，阴极内大量电子穿过阴极表面势垒逸出，即在真空中形成场致电子发射[2]。
场发射电子源作为新型电子源，具有发射电流密度大，单色幸好，稳定性好，零时间延迟的特点，在平板显示器、微波放大器、X 射线管、离子推进器等电子器件中有很好的应用前景，因此场发射电子源极具研究应用价值[3-4]。
但是场发射电子源对真空度有比较严格的要求，需要超高真空度，例如利用场发射电子源作Abstract:The degree of vacuum in a vacuum system is an important indicator of the performance of a vacuum system� In an electron source vacuum system, electron beam bombardment of the electrode structure causes outgassing, which may cause the degree of vacuum in the vacuum chamber to decrease, affecting the emission performance of the electron source�In this dissertation, the comsol molecular flow simulation was used to design the structure of the gate electrode in the vacuum system of the electron source so that the electron emission was minimized when the electron beam was bombarded� In this paper, three-dimensional molecular flow modeling was performed on the four types of control electrode (V-shape, one-line shape, cone-shaped electrode, and one-line updraft), and the pressures at the electron source after the different control electrode structures exited were calculated and normalized� The data simulation results show that the normalized pressure near electron source of the one-line structure is stronger than the normalized pressure value of cone-shapedstructure, followed by the normalized pressure value of the upper one-shaped structure, and the normalized pressure nearelectron sourceof the V-shaped structure has the minimum value� The conclusion can be obtained is that, compared to changing the structure of the control electrode (a fontstructure becomes a cone or a V-shapestructure), the effect of the distance between Lead-out electrodeand the control electrode on the effect of gas outlet is more obvious� The preliminary results of this study can provide a reference for the structural design of vacuum systems such as electron sources�Key words :Vacuum;comsol molecular flow simulation; vacuum system;gas outlet;electrode基金项目：本研究受到国家自然科学基金青年基金项目的资助，项目编号：51505440。
基于COMSOL Multiphysics的磁场仿真分析
［１］］● 宋 Ｊ 浩 ，黄彦１ｊ，邓 志扬 ，等．几 组 特殊 形 １｛ 状 永磁 体 的磁 ］ Ｊ
场及梯度 ＣＯＭＳＯＬ分 析 ［Ｊ］．大学物 理实验 ，２０１３， ２６（４）：３－７． 刘 延 东 ，徐 志 远 ．基 于 Ｃｏｍｓｏｌ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ无 限 长 圆 柱载流导线产生 的磁场分 布研究 ［Ｊ］．现代 电子技 术 ，２０１５，３８（２）：９．１４． 王慧娟 ，李慧奇 ．基 于仿 真 软件 的电磁 场实验教 学 研究 ［Ｊ］．大学物理实验 ，２０１５，２８（１）：７９－８１． 郭 硕 鸿．电 动 力 学 ［Ｍ］．北 京 ：高 等 教 育 出 版 社 ，２００８． 郑晶晶．基于 Ｃｏｍｓｏｌ电磁器件 的设计 与仿 真 ［Ｄ］． 南昌 ：南 昌大学 ，２０１４． 梁灿彬 ，秦光戎 ，梁竹健 ．电磁学 ［Ｍ］．北京 ：高等 教 育出版社 ，２００４． 黄 昆．固 体 物 理 学 ［Ｍ］．北 京 ：高 等 教 育 出 版 社 ．１９８８． 张裕 恒．超 导物 理 ［Ｍ］．合肥 ：中 国科 学 技术 出 版 社 ，２００９． 金桂 ，姚敏 ，蒋纯志．大学物理演示实 验教学探索 与 实践 ［Ｊ］．大学物理实验 ，２０１５，３５（４）：１１３—１１５．
ｔ０ｒ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆ ｉｅｌｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ．ｂｒ ｉｅｆ ｌｙ ａｎａ ｌｙｚｅｄ ｔｈｅｓｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆ ｉｅｌｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＯＭＳＯＬ；ｐｅｒ ｍ ａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ；ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇ ｎ ｅｔｉｃ ｆ ｉｅｌｄ
基于 ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ的磁场仿真分析
场 ，而是其 自身产生 的磁场与外磁场方向相反最 终 导致 磁感应 强度 为零 ｊ。
基于COMSOL软件的静磁场仿真与分析
第３１卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ.３１Ｎｏ.２２０１８年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ.２０１８收稿日期:２０１７￣１１￣２８基金项目:山东省本科高校教学改革研究项目(２０１５Ｍ０２７)ꎻ滨州学院实验技术项目(ＢＺＸＹＳＹＸＭ２０１７１０)滨州学院实验技术项目(ＢＺＸＹＳＹＸＭ２０１６０７)∗通讯联系人文章编号:１００７￣２９３４(２０１８)０２￣００８８￣０４基于ＣＯＭＳＯＬ软件的静磁场仿真与分析陈庆东ꎬ王俊平∗(滨州学院ꎬ山东滨州㊀２５６６００)摘要:本文利用ＣＯＭＳＯＬ软件对于半径为１.５ｍｍꎬ高度为１ｍｍ圆柱形微小永磁铁的磁场进行了仿真ꎬ并利用切片图和体箭头图对磁铁周围的磁场进行了三维分析ꎬ利用一维绘图组对磁铁周边的平行线上的点的磁场进行了分析ꎮ通过仿真ꎬ可以对磁铁周边的某条线㊁某个点的磁场进行精确求解ꎬ可以让学生更直观㊁更形象去理解周边的磁场ꎬ更好的服务大学物理实验教学ꎮ关键词:ＣＯＭＳＯＬꎻ静磁场ꎻ仿真ꎻ磁通密度ꎻ磁场中图分类号:Ｏ４￣３９文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１４１３９/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ２２￣１２２８.２０１８.０２.０２３㊀㊀在大学物理实验的教学中ꎬ静磁场的分析是一项重要内容ꎬ但是ꎬ教材中只是给出了公式和一些简单磁场分布的图片ꎬ学生很难形象的去理解静磁场的分布ꎬ对于一些特殊形状或者微小的磁铁更无法进行形象的描述周围磁场的分布ꎮ在实际的应用研究和工程实践中ꎬ往往需要对一些永磁体周围的磁场分布进行精确的求解[１]ꎬ从而分析由磁场引起的其他物理量的变化ꎮ对静磁场的分析和模拟的软件有很多ꎬ如ＭＡＴＬＡＢ[２]ꎬＡＮＳＹＳ[３]ꎬＨＦＳＳ[４]ꎬＭＡＸＷＥＬＬ[５]等等软件ꎬＣＯＭＳＯＬＭＵＬＴＩＰＨＹＳＩＣＳ[６]作为优秀的有限元分析软件ꎬ具有强大的多物理场分析功能ꎬ能够对磁场进行精确的求解ꎬ其强大的后处理功能ꎬ可以形象的显示磁铁周围的静磁场分布ꎮ基于ＣＯＭＳＯＬ软件的磁场分析的文章还是较少ꎬ本文利用ＣＯＭＳＯＬ软件分析微小磁铁周围的磁场分布ꎬ可以让学生更加形象的理解磁铁周围的磁场分布ꎮ１㊀ＣＯＭＳＯＬＭＵＬＴＩＰＨＹＳＩＣＳ简介ＣＯＭＳＯＬＭＵＬＴＩＰＨＹＳＩＣＳ是最近几年中国引进的有限元仿真软件ꎬ该软件界面友好ꎬ操作简单ꎬ可以实现了任意多物理场的高度精确的数值仿真ꎬ同ＡＮＳＹＳ相比在多物理场耦合方面具有较大的优势ꎮＣＯＭＳＯＬ软件具有磁场求解模块ꎬ通过几何建模ꎬ设置好材料的属性ꎬ通过三维绘图组和一维绘图组定量显示ꎮ２㊀基于ＣＯＭＳＯＬ的磁铁仿真分析对于永磁体的周围磁场分布ꎬ通过ＣＯＭＳＯＬ软件的ＡＣ/ＤＣ模块下的 磁场ꎬ无电流 物理场就行求解ꎮ外部环境默认为:温度为室温ꎬＴ＝２９３.１５Ｋꎬ绝对压力为１个大气压ꎬ由于静磁场中没有电流的存在ꎬ因此可以通过使用标量磁势的方法来解决[７]ꎮ由公式Ｈ＝－ÑＶＭ和Ñ Ｂ＝０就可以求出磁铁周围的磁场分布ꎮ２.１㊀永磁铁建模如图１所示:一个圆柱形微小永磁铁ꎬ磁铁的半径为１.５ｍｍꎬ高度为１ｍｍꎬ磁铁周围的域为空气ꎬ大小为６ｍｍ∗６ｍｍ∗６ｍｍꎮ磁铁材料为Ｎｄ￣ＦｅＢꎬ磁铁的相对磁导率为１.０５ꎬ空气的相对磁导率为１.ＮｄＦｅＢ磁铁为强磁性磁铁ꎬ剩余磁通密度为１.４５Ｔꎬ极化方向为￣Ｚ轴方向ꎮ通过标准化剖分网格ꎬ对磁铁进行稳态求解ꎬ然后通过ＣＯＭＳＯＬ软件的后处理程序ꎬ用三维和一维绘图组显示磁铁周围的磁场大小ꎮ图１㊀永磁体建模结构图２.２ 永磁铁周围磁场分析对于半径为１.５ｍｍꎬ高度为１ｍｍ圆柱形微小永磁铁ꎬ磁铁周围的磁场很难准确测量ꎬ通过ＣＯＭＳＯＬ软件可以定量的显示周围的磁场ꎮＣＯＭＳＯＬ软件结果后处理程序有三维绘图组和一维绘图组ꎬ本文分别从三维和一维绘图组定量显示微小磁铁周边的磁场ꎮ图２为磁铁周围磁场的三维绘图组中的切片图ꎬ图中水平切片图为距离磁铁底部０.１ｍｍ的ｘｙ平面切片图ꎬ从中可以看出ꎬ磁铁圆周两侧的磁通密度最大ꎬ磁场最强ꎬ从圆周往外和向圆心方向均逐渐减小ꎬ面上的磁通密度最大值为０.６１Ｔꎬ最小０.０５Ｔꎻ图中竖直切片图为距离磁铁圆心１.６ｍｍ即距离磁铁边缘０.１ｍｍ的ｙｚ平面切片图ꎬ从切面图上可以看出ꎬ磁铁的上下面与ｙｚ切面相交的位置磁场最强ꎬ远离磁铁边缘的点逐渐减小ꎬ面上的磁通密度最大值为０.６３２Ｔꎬ最小０.００７Ｔꎮｘｙ和ｙｚ切面的位置可以任意设定ꎬ可以查看求解空气域里任意位置的切面图ꎬ也可以同时查看多个平行或相交的切面图ꎮ图２㊀永磁体周围磁场的切片图图３为永磁体周围磁场的体箭头图ꎬ体箭头的疏密和颜色的深浅代表此处磁通密度的大小ꎬ体箭头的方向代表磁场的方向ꎬ从图中可以看出ꎬ磁力线从￣Ｚ轴方向起始ꎬ轴向绕磁铁一周ꎬ从Ｚ轴方向终止ꎬ和理论上一致ꎮ从侧面(ａ)和正面(ｂ)图中可以看出ꎬ磁场最强的位置就位于磁力线走向的位置即磁铁上下面的圆周边缘及轴向绕磁铁一周的位置ꎬ磁铁极化方向的下表面的磁场强度大于上表面ꎬ远离磁铁的位置ꎬ磁场逐渐减小ꎮ图３㊀永磁体周围磁场的体箭头图９８基于ＣＯＭＳＯＬ软件的静磁场仿真与分析㊀㊀为了更好的定量显示磁铁周围的磁场分布ꎬ可以制作一维绘图组ꎬ这样ꎬ就可以显示每个点上的磁感应强度ꎬＣＯＭＳＯＬ软件可以做求解域里的任意三维截线ꎬ为此ꎬ在￣Ｚ轴上距离Ｚ轴原点中心不同距离做了一组三维截线ꎬ距离分别为－０.２ꎬ－０.３.－０.５ꎬ－０.８.－１ｍｍꎬꎬ图４中的(ａ)图为距离－０.５ｍｍ的三维截线ꎬ这五条截线Ｘ坐标从－３ｍｍ到３ｍｍꎬＹ坐标为０ꎬ根据这五条三维截线ꎬ做了截线上各点磁通密度模的一维绘图组ꎬ图４中的(ｂ)图为￣Ｚ轴上距离原点中心不同距离Ｘ轴平行线上各点磁通密度模ꎬ从图中可以看出ꎬ由于磁铁的半径是１.５ｍｍꎬ磁场在磁铁边缘处变化率最大ꎬ磁铁变化率大的位置如果磁铁运动ꎬ产生的感应电动势就大ꎻ距离磁铁很近的位置ꎬ０.２ｍｍ的平行线ꎬ从磁铁的边缘到磁铁的中心位置ꎬ磁场逐渐减小ꎬ当距离磁铁较远的位置０.５ｍｍꎬ０.８ｍｍ这种现象就消失了ꎬ磁场从边缘到中心基本相等ꎬ磁铁变化率最大的位置仍为磁铁边缘ꎮ图４㊀￣Ｚ轴上距离原点中心不同距离Ｘ轴平行线上各点磁通密度模图５㊀Ｘ轴上距离原点中心不同距离Ｚ轴平行线上各点磁通密度模０９基于ＣＯＭＳＯＬ软件的静磁场仿真与分析㊀㊀同样ꎬ在Ｘ轴上距离Ｘ轴原点中心不同距离做了一组三维截线ꎬ距离分别为１.６ꎬ１.８.２ꎬ２.５ꎬ３ｍｍꎬ图５中的(ａ)图为距离１.８ｍｍ的三维截线ꎬ这五条截线Ｚ坐标从－３ｍｍ到３ｍｍꎬＹ坐标为０ꎬ根据这五条三维截线ꎬ做了截线上各点磁通密度模的一维绘图组ꎬ图５中的(ｂ)图为Ｘ轴上距离原点中心不同距离Ｚ轴平行线上各点磁通密度模ꎬ从图中可以看出ꎬ由于磁铁的高度是１ｍｍꎬ磁场在磁铁上下边缘处变化率最大ꎬ即Ｚ坐标在０和１ｍｍ处ꎬ此两处产生的感应电动势就大ꎻ距离磁铁很近的位置ꎬ０.１ｍｍ的平行线ꎬ从磁铁的边缘到磁铁的中心位置ꎬ磁场逐渐减小ꎬ当距离磁铁较远的位置０.３ｍｍꎬ０.５ｍｍ这种现象就消失了ꎬ磁场从边缘到中心基本相等ꎬ磁铁变化率最大的位置仍为磁铁上下边缘ꎮ３㊀结㊀语本文利用ＣＯＭＳＯＬ软件对于半径为１.５ｍｍꎬ高度为１ｍｍ圆柱形微小永磁铁的磁场进行了仿真ꎬ并利用切片图和体箭头图对磁铁周围的磁场进行了三维分析ꎬ利用一维绘图组对磁铁周边的平行线上的点的磁场进行了分析ꎮ通过分析ꎬ可以看出ꎬ利用ＣＯＭＳＯＬ软件可以直观的㊁定量的对磁铁的周边的某一个切面ꎬ某一个平行线的磁场进行显示ꎬ特别是一些特殊形状磁铁ꎬ或者是磁铁组合的磁场分析ꎬ这些仿真处理方法具有重要意义ꎮ利用ＣＯＭＳＯＬ软件对磁铁周围的磁场进行仿真分析ꎬ可以让学生更直观的去理解周边的磁场ꎬ更好的服务大学物理实验教学ꎮ参考文献:[１]㊀宋浩ꎬ黄彦ꎬ邓志扬ꎬ等.几组特殊形状永磁体的磁场及梯度ＣＯＭＳＯＬ分析[Ｊ].大学物理实验ꎬ２０１３ꎬ２６(４):３￣７.[２]㊀李晶晶.基于ｍａｔｌａｂ与ｃｏｍｓｏｌ的磁场仿真研究[Ｄ].吉林:吉林大学:２０１５.[３]㊀王月明ꎬ刘官元ꎬ杨友松.基于有限元ＡＮＳＹＳ的圆线圈磁场仿真研究[Ｊ].内蒙古科技大学学报ꎬ２０１１ꎬ３０(１):９４￣９６.[４]㊀屈乐乐ꎬ杨天虹ꎬ胡爱玲ꎬ等.基于ＨＦＳＳ的微波器件仿真实验设计与应用[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２０１７ꎬ３６(３):８６￣８９.[５]㊀陈红ꎬ侯国栋.长直螺线管的电磁场分析与仿真[Ｊ].郑州轻工业学院学报ꎬ２０１３ꎬ２８(１):１００￣１０４.[６]㊀吕琼莹ꎬ杨艳ꎬ焦海坤ꎬ等.基于ｃｏｍｓｏｌｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ超声波电机的谐振特性分析[Ｊ].压电与声光ꎬ２０１２ꎬ３４(６):８６４￣８６７.[７]㊀郭硕鸿.电动力学[Ｍ].北京:高等教育出版社ꎬ２００８.ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃＦｉｅｌｄｂａｓｅｄｏｎＣＯＭＳＯＬＳｏｆｔｗａｒｅＣＨＥＮＱｉｎｇ￣ｄｏｎｇꎬＷＡＮＧＪｕｎ￣ｐｉｎｇ∗(ＢｉｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈａｎｄｏｎｇＢｉｎｚｈｏｕ２５６６００)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｒａｄｉｕｓｏｆ１.５ｍｍａｎｄｈｅｉｇｈｔｏｆ１ｍｍｍｉｃｒｏｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＣＯＭＳＯＬｓｏｆｔｗａｒｅꎬｔｈｅ３Ｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｌｉｃｅｍａｐａｎｄｖｏｌｕｍｅａｒｒｏｗｄｉａｇｒａｍꎬｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｌｉｎｅｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｒａｗｉｎｇｇｒｏｕｐ.Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｆａｌｉｎｅｏｒａｐｏｉｎｔａｒｏｕｎｄａｍａｇｎｅｔｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙꎬｗｈｉｃｈｃａｎｍａｋｅｓｔｕｄｅｎｔｓｍｏｒｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｎｄｍｏｒｅｖｉｖｉｄｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄꎬａｎｄｂｅｔｔｅｒｓｅｒｖｅｔｈｅｔｅａｃｈ￣ｉｎｇｏｆｃｏｌｌｅｇｅｐｈｙｓｉｃｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣＯＭＳＯＬꎻｍａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃꎻｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｄｅｎｓｉｔｙｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘꎻｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ１９基于ＣＯＭＳＯＬ软件的静磁场仿真与分析。
基于comsol的仿真实验
一、实验目的熟悉掌握COMSOL Multiphysics软件，通过3D有限元建模方法，建立铂电极-玻璃体-视网膜的分层电刺激模型。
深入研究电极如何影响电刺激效果，系统的分析了电极尺寸、电极到视网膜表面的距离等参数对视网膜电刺激的影响，为视网膜视觉假体刺激电极的刺激效果提供指导意义，进一步优化电刺激效果，达到提高人工视觉的修复效果。
二、实验仪器设备计算机，COMSOL Multiphysics软件三、实验原理影响视网膜电刺激效果的因素有许多：电极尺寸、电极距视网膜距离、电极形状、电极排列等，这里主要从电极尺寸，电极距视网膜距离来探讨。
视网膜电刺激模型通过参考视网膜解剖结构构建，电刺激的有效响应区域取决于神经节细胞层（GCL）电场强度是否大于1000V/m，当大于该值时认为该区域神经节细胞能够兴奋，进而指导电极尺寸、电极距视网膜距离的参数。
四、实验内容根据视网膜的解剖结构来构建相应的视网膜分层模型，模型总共分为8层：玻璃体层，神经节细胞层，内网状层，内核层，外网状层，外核层，视网膜下区域，色素上皮层，脉络膜及巩膜。
根据视网膜各层的导电特性来设定相应的导电率，模型构建，设置边界条件。
在电极处施加相应电流刺激，规定神经节细胞层（GCL）电场强度（>1000V/m）时认为能够引起视神经细胞兴奋，在确定的电流强度下，神经节细胞层（GCL）层电场强度大于1000V/m的区域认为有效响应区域，进而判断电极刺激的有效响应区域，指导电极尺寸r和电极距视网膜距离h等参数设置。
其具体实验步骤如下所示：1、根据视网膜的解剖特性构建视网膜分层模型。
模型在三维模式下电磁场子目录下的传导介质DC场下建立。
进入建模窗口后，在绘图栏下设置模型为圆柱体，输入各部分的长宽高数值，轴基准点为圆柱体的圆心坐标。
模型分为9层（11个求解域），其示图如下：图1 视网膜分层模型2、模型建好后，在菜单栏下的物理量里面选择求解域设定，对示图的11个求解域进行设定传导率，如图2所示，其中每一层的电导率情况参考于视网膜导电特性。
基于COMSOL对涂布垫片流体仿真分析研究
基于COMSOL对涂布垫片流体仿真分析研究基于COMSOL对涂布垫片流体仿真分析研究摘要：涂布垫片是一种常用于涂布加工的辅助材料，在工业生产中发挥着重要的作用。
然而，涂布垫片的流体动力学特性对于涂布加工过程的稳定性和成品质量具有重要影响。
本文利用COMSOL多物理场仿真软件，对涂布垫片的流体动力学行为进行了模拟和分析。
通过在仿真模型中引入流体动力学模块，对涂布垫片在不同工艺参数下的沉降速度、流速分布以及垫片表面的压力分布进行了研究，并对结果进行了分析和讨论。
研究结果有助于深入理解涂布垫片的流体行为，并为优化涂布工艺提供了理论指导。
关键词：涂布垫片；流体动力学；COMSOL；仿真分析1. 引言涂布加工是一种常用于制备薄膜、涂层等材料的工艺方法，广泛应用于电子、光学、纺织等领域。
而涂布垫片作为涂布加工中的辅助材料，可以起到分散、传输和润湿等功能，对于提高涂布加工的效率和成品质量具有重要作用。
涂布垫片的形状、孔隙结构以及材料特性等因素对涂布过程中的流体动力学行为具有重要影响。
因此，对涂布垫片的流体行为进行深入研究与分析，对于优化涂布工艺具有重要意义。
2. 方法与模型建立本研究利用COMSOL多物理场仿真软件构建了涂布垫片的流体动力学模型。
首先，通过实验测量得到涂布垫片的几何尺寸和孔隙结构参数，并在COMSOL中进行了几何模型的建立。
根据涂布垫片属于多孔介质的特点，引入了流体动力学模块，并设置了合适的边界条件和流体参数。
同时，为了保证仿真结果的准确性和可靠性，还参考了相关研究成果和经验设定了模型的物理参数和边界条件。
3. 结果与讨论通过COMSOL软件进行模拟计算，得到了涂布垫片在不同工艺参数下的沉降速度、流速分布以及垫片表面的压力分布。
在模拟过程中，考虑了涂布垫片孔隙结构的影响，模拟了流体在孔隙中的流动行为，达到了更真实可靠的仿真效果。
首先，通过仿真计算得到了涂布垫片在不同工艺参数下的沉降速度。
结果表明，沉降速度与涂布垫片孔隙率、粘度等因素密切相关。
电子工程专业毕业设计、电子通信工程基于COMSOL电磁场数值仿真设计论文
本科毕业设计(论文) 论文题目：基于COMSOL的电磁场数值仿真学生姓名：学号:班级：专业：电子信息工程院（系）：电子工程学院指导教师：年月日摘要基于COMSOL的电磁场数值仿真本文利用多物理场仿真软件COMSOL主要进行了简单电磁场，变化电磁场的仿真、并对Halbach转子的静磁场：一个向外磁通聚焦磁场的静态磁场模型和平面反向F（PIFA）天线进行重点模拟仿真。
仿真结果符合电磁场理论计算结果，天线频率范围在2.11GHz到2.155GHz之间，2.13GHz时，S参数达到最小值约-15.4 dB，天线输入阻抗匹配的最佳参考阻抗为50Ω。
展示了COMSOL MULTHYSICS 软件所提供的简单的、高度集成的数值解决方案。
关键词：电磁场、模拟仿真、天线、COMSOLAbstractThe Research of Magnetic Field Simulation System Based on COMSOLMultiphysics simulation software COMSOL which used in this paper is mainly focused on the simple electromagnetic field, variation of the electromagnetic field simulation, and the rotor Halbach static magnetic field: a outward flux focusing magnetic field of static magnetic field model and the plane reverse F (PIFA) antenna focus on simulation. Simulation results accord with theory of electromagnetic field calculation results, the frequency range of the antenna in the 2.11GHz to 2.155GHz, 2.13GHZ, s parameter reaches the minimum value of about - 15.4 dB, the antenna input impedance matching the best reference impedance is 50 ohms. The COMSOL MULTHYS ICS software provides a simple, highly integrated numerical solution.Key Words：electromagnetic field、simulation 、antenna 、COMSOL目录第一章绪论 (5)1.1本论文的背景和意义 (5)1.2 本论文的主要研究内容 (6)1.3 本论文的结构安排 (6)第二章数值计算方法简介和COMSOL Multiphysics建模基础 (7)2.1 电磁学基础知识 (7)2.1.1麦克斯韦方程组（Maxwell’s Equations） (7)2.1.2 相对关系（Constitutive Relations） (8)2.1.3电动势 (9)2.1.4电磁场的能量Electromagnetic Energy (9)2.1.5 准静态近似和洛伦兹定理 (10)2.1.6 材料属性 (11)2.1.7关于边界条件和物理接口 (11)2.1.8 向量Phasors (12)2.1.9相关变量属性 (12)2.2 电磁场数值分析方法理论基础 (14)2.2.1 有限差分法 (14)2.2.2 矩量法 (14)2.2.3 有限元法 (15)2.3 AC/DC模块建模的过程 (16)2.3.1 模块概述 (16)2.3.2 根据模型的几何特点选取恰当的空间维度 (16)2.3.3 力和力矩的计算 (16)第三章基于Comsol的电磁场数值仿真 (18)3.1 COMSOL Multiphysics软件介绍 (18)3.2 普通电磁场仿真 (20)3.2.1 本例仿真简介 (20)3.2.2 导入几何三维模型 (21)3.2.3 定义材料属性 (21)3.2.4 定义边界条件 (22)3.2.5 划分网格 (22)3.2.6 设置求解器 (23)3.2.7后处理及模型数据分析 (23)3.3 Halbach转子的静磁场仿真 (24)3.3.1 本案例仿真简介 (24)3.3.2导入模型并定义几何尺寸 (25)3.3.3设置全局变量 (25)3.3.4设置材料属性 (25)3.3.5电磁场参数设置 (26)3.3.5网格划分 (28)3.3.6求解器设置 (29)3.3.7后处理及模型数据分析 (29)3.4 变化电磁场的仿真 (31)3.4.1 20kHZ磁场中的铁球 (32)3.4.2 60Hz磁场中的铁球 (37)3.4.3 13.56 MHz 磁场中的铁球 (46)3.4.4 变化电磁场三种案例综合分析 (54)3.5 天线仿真 (55)3.5.1 本例仿真简介 (55)3.5.2 导入模型并定义几何参数，见图3.5.3. (56)3.5.3 定义材料属性 (56)3.5.4 划分网格 (57)3.5.5 设置求解器 (58)3.5.6 用求解器进行求解 (58)3.5.7 结果分析及后处理 (58)3.6 本章小结 (61)第四章结束语 (62)4.1论文总结 (62)4.2个人总结 (62)参考文献 (63)致谢 (65)基于COMSOL电磁场数值仿真第一章绪论1.1本论文的背景和意义现代化的研究科学中，先进行科学试验，其次进行理论分析，再进行高性能计算三步骤已经成为三种重要的研究手段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
comsol仿真毕业论文
Comsol仿真在毕业论文中的应用
摘要
本文介绍了Comsol仿真在毕业论文中的应用，通过对某一物理过程的仿真分析，得到了一些可靠的数据和结果。
利用Comsol仿真软件可以对多种物理过程进行求解，解决复杂物理问题，得到更加准确的结果。
在本文中，我们主要介绍了在毕业论文中应用Comsol仿真的方法和步骤，并且对仿真结果展开了一定的分析和讨论。
关键词：Comsol仿真，毕业论文，物理过程，仿真分析，结果展示
引言
毕业论文是大学生最重要的作业之一，也是学生真正接触科研、掌握科研方法和技能的一个重要环节。
在毕业论文中，往往需要对一些物理过程进行模拟和仿真，以得到一些可靠的数据和结果。
而Comsol仿真就是一种非常重要的科研工具，可以用于求解各种复杂的物理问题。
因此，在毕业论文中应用Comsol仿真可以大大提高研究的准确性和可靠性。
本文将主要从以下几个方面介绍在毕业论文中应用Comsol仿真的方法和步骤：1. Comsol仿真的基本概念和原理；2. Comsol仿真的流程和方法；3.一个具体的案例分析；4.结果分析和讨论；5.结论和展望。
Comsol仿真的基本概念和原理
Comsol是一种多物理场仿真软件，可以用于求解各种物理场问题，包括电磁场、热传递、流体力学、结构力学等等。
Comsol的仿真基于有限元方法，通过把连续的物理系统离散化，将其划分成许多小的单元来进行求解。
因此，Comsol的仿真结果比一些经典的解析方法更加精确。
Comsol仿真的流程和方法
在进行Comsol仿真之前，需要先确定仿真的目标和模型，包括所需的物理场、模型参数和边界条件等等。
然后，按照下面的流程进行仿真：
1. 创建几何模型：根据问题的要求，在Comsol中创建几何模型，包括所需的几何体和边界条件。
2. 网格划分：针对几何模型，进行网格划分。
网格划分的好坏将直接影响仿真结果的准确性和速度。
3. 定义物理过程：定义所需的物理过程，包括材料特性、物理场方程等等。
在Comsol中，可以选择多种物理场，例如电磁场、热传递、流体力学等等。
4. 定义求解器：根据所选的物理场和模型，选择合适的求解器。
Comsol中提供了多种求解器，包括稀疏矩阵求解器、共轭梯度求解器等等。
5. 设置求解参数：设置求解器的参数，例如迭代次数、收敛精度等等。
6. 进行仿真计算：进行实际的仿真计算，得到相应的结果。
7. 结果展示和分析：将仿真结果导出并进行分析，得出对问题的结论。
一个具体的案例分析
本文的案例是对于热传递过程的仿真分析。
我们需要研究一个加热杆在水中的热传递过程，得到加热杆表面温度随时间的变化。
具体的步骤如下：
1. 创建几何模型：在Comsol中创建一个加热杆和水的几何模型。
2. 网格划分：进行网格划分，划分的精度主要影响仿真的准确性。
3. 定义物理过程：在Comsol中，选择热传递物理场，定义水和加热杆的材料特性以及边界条件。
边界条件包括加热杆表面的温度和水的初始温度。
4. 定义求解器：根据所选的物理场和模型，选择合适的求解器。
我们使用Comsol提供的默认求解器。
5. 设置求解参数：设置求解器的参数，包括迭代次数和收敛精度等等。
我们使用默认设置。
6. 进行仿真计算：进行实际的仿真计算，得到相应的结果，包括加热杆表面的温度随时间的变化。
7. 结果展示和分析：将仿真结果导出并进行分析，得出对问题的结论。
我们发现，加热杆表面温度随时间的变化呈现出明显的卡伦-劳斯定律的规律，即温度随时间的平方根变化。
结果分析和讨论
通过以上的仿真分析，我们得到了加热杆表面温度随时间的变化曲线，可以清晰地观察到温度呈现出平方根变化的规律。
这个结果和理论推导的结果比较一致，证明我们的仿真模型是可信的。
在分析结果的同时，我们还可以通过Comsol提供的可视化工具，观察物理过程的变化，例如加热杆表面的温度变化、水的温度分布等等。
结论和展望
本文主要介绍了在毕业论文中应用Comsol仿真的方法和步骤，并通过一个具体的案例讲解了仿真分析的流程。
Comsol 仿真可以用来解决各种复杂的物理问题，得到更加准确的结果。
未来，我们可以进一步探索Comsol仿真在毕业论文和科研领域中的应用，以期实现更好的研究成果和效果。