COMSOL Multiphysics加速下一代发动机过滤系统开发i_ghayh_新浪博客
      随着空气污染的加剧,美国环境保护局(EPA)制定了严格的控制规定,汽车制造商开始转向利用多物理场仿真来严格控制发动机排放。这样以来,我们平时认为理所当然的东西(例如空气、燃料、润滑剂过滤器)都会从滤波设计的改进上受益。在COMSOL Multiphysics仿真的帮助下,美国Fleetguard公司开始对优化静电分离器的性能,获得了一系列的成果。
     作为重型过滤设备制造中技术{lx1}企业,Feetgurd公司(Cummins Engines全资子公司)利用COMSOL Multiphysics来研究从空气流中过滤粉尘的过滤设备。静电除尘器运行时首先要在高压电极周围产生一个电晕场。粉尘经过这个区域时与正电荷结合,然后在电场的作用下被吸附到接地极板上。电压越高,电晕场的场强越强,过滤器也就越有效,但是当场强超过一定程度时,设备中就会产生火花。产生火花所带来的副作用就是损失效率,也会缩短电源寿命。显而易见,设计者是想在不产生火花的情况下,找到能发挥{zd0}效率的场强。
      除了研究电晕场之外,研究小组还可以同时研究空气流。空气流经过滤器时,因为引擎运行条件变化,会在层流和湍流之间变化,但是设计者需要知道空气流每一时刻的状态。研究小组对湍流进行了模拟同时耦合了静电参数和粒子跟踪。因为如果带电粒子碰到边界壁或者另一个粒子,就会被限制在原地,所以说这项研究非常重要。仿真中耦合越多的物理过程(沿着流线的流特性、粒子尺寸、电场力、质量和密度),得到的结果也就越xx。
      多物理场能力在探测粒子穿过多孔介质时的轨迹时也非常有用。设计目的是过滤器中多孔介质能在所有条件下吸收粒子。“这不是那种标准软件所具有的能力,”研发工程师Kevin South说道,“所以我们询问一个模拟软件供应商他们是否能帮我们创建一个粒子跟踪模型。他们说需要足够长的时间。然后我们又问COMSOL,他们只用了一个星期就建好了我们的模型。”模型中含着MATLAB代码, MATLAB在COMSOL Multiphysics背后提供了一个紧密耦合计算引擎。
      研究小组以其他的方式利用COMSOL Multiphysics With MATLAB。他们写了一个几何模型生成程序,可以快速的生成基于光纤的物理参数的模拟光纤环境。通过导入显微镜照片形成的DXF文件,可以创建更加复杂介质结构模型。然后,利用COMSOL的子程序,研究小组监测注入一群单分散粒子后的运动过程,其中包括粒子表面与光纤表面接触,以及与其他标记原子或静止粒子的接触等。这是COMSOL Multiphysics独有的功能,其他软件只能跟踪粒子质心运行而不能跟踪整个粒子。
     首席工程师Peter Herman说:“我们最终目标是模拟梯度StrataPore过滤介质的深载荷特性,并使得它在液体过滤器应用中达到{zd0}容量和效率。值得注意的是粒子在含纤维的液体过滤器中捕获方式是“拦截”模式,粒子不能惯性偏离流线,但是却由于粒子边缘接触光纤从而被捕获。因此,COMSOL Multiphysics追踪粒子边缘的能力是相比于简单的质心追踪的优势。
     研究人员利用COMSOL Multiphysics结构力学模块已经模拟了2D和3D压力容器和截面外壳研究单元的疲劳参数。工程师们遇到的{wy}阻碍是如何将在ProEngineer创建的模型导入COMSOL Multiphysics中。在利用ProEngineer绘制了过滤器模型之后,他们必须生成一个IGES文件,读入模型文件到SDRC中,然后生成IDES文件,{zh1}将IDGS文件导入COMSOL Multiphysics。
    COMSOL Multiphysics的速度给设计者留下了深刻的印象。对于一个典型的静电粒子过滤器模型有接近40,000网格,而一个标准的静电模型求解在10分钟内,多物理场模型求解需要20-30分钟。以他们{zx1}设计的模型为例,他们将COMSOL Multiphysics模拟结果与花了三倍时间的其他软件的模拟结果进行对比,结果非常一致。这些模拟数据与实验结果也非常的接近。有了这个信心之后,Fleetguard开始研究各种电极设计,而远远超过其他软件所能完成的模拟,远远超过了无数次实验。

     COMSOL在中国,中仿科技公司(CnTech Co.,Ltd)凭借个性化的解决方案、成熟的CAE产品线、专业的市场推广能力以及强有力的技术支持服务赢得了国内众多科研院所以及企业的一致认可,目前国内几乎所有知名大学以及中国科学院下属各研究所都已选择使用COMSOL Multiphysics作为其科研分析的CAE主要工具。随着中仿科技公司(CnTech Co.,Ltd)在全国各地的分公司、CAE技术联合中心、CAE培训中心的成立,为广大客户提供更专业、更周到的本地化技术服务,众多企业也纷纷选用COMSOL Multiphysics作为企业的分析工具,应用全球{zxj}制造技术,最终增强企业的核心竞争力,保证了企业持续发展。
      COMSOL Multiphysics是一款业界{lx1}的科学仿真软件,主要是利用偏微分方程来对系统建模和仿真。它的特别之处在于它的多物理场耦合处理能力。从事专业科学研究的科研人员也可以开发具有专业用户界面和方程设置的附加模块;现在已经有的模块有化工、声学、地球科学、高频电磁场、准静态电磁场、传热、微机电系统、结构力学等模块。软件可以在多种操作系统上使用,包括Windows、Linux、Solaris、HP-UX等系统。其他可选软件包有CAD输入模块、以及COMSOL化学反应工程实验室等。更详细的介绍可参看中仿科技网站:
       中仿科技(CnTech)是中国内地、香港、澳门{lx1}的仿真xxxx和项目咨询解决方案的供应商。CnTech是中仿集团旗下的旗舰公司,总部设在香港,目前在全国设有四个分公司,分别是上海、北京、武汉和深圳。除了强大的销售和技术支持网络之外,我们还设有专业的售后服务团队和培训中心,为了更好的服务广大客户,公司将陆续在全国各大主要城市设置业务分支机构。CnTech业务包括项目咨询和专业软件的集成和实施等,凭借多年来广大客户的支持和信任以及CnTech员工们的奉献精神和责任心,已为国内外数百家企业、高校及科研院所提供专业软件系统及项目咨询等服务,服务领域涉及教学科研、机械工业、土木工程、生物医学、航空航天、材料科学、化学化工、冶金科学、汽车工业、电子电器、气象环保、采矿和石油工程等行业。
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