主要碱性电池由于其低成本和安全性而被广泛用于便携式电子产品中。这些电池的消耗和处置促使其回收利用了显着的研究。减少碱性电池处置的另一种方法是通过增加其能量密度来延长其寿命。在这项工作中,通过通过多物理学建模确定最佳电极材料的最佳量,可以最大程度地提高AA主要碱电池的能量密度。在comsolMultiphysics®中开发了碱性电池的电化学模型,并用在恒定电阻载荷下获得的排放曲线(即电压与时间)进行了验证。然后对电极厚度进行优化,以最大化电池的能量密度,同时保持其外部尺寸。能量密度相对于电极孔隙率和界面区域的灵敏度。电化学模型能够复制在250 mA恒定电流放电下获得的放电曲线。通过减小锌阳极的厚度,能量密度最大化。但是,这会导致阳极在电流收集器附近溶解,并可能损害电池中的电连续性。增加阳极厚度可防止当前收集器的溶解,但在电池中增加了质量。这项研究的结果可用于开发更长的碱性电池。此外,可以通过考虑热效应或修改以帮助开发可充电碱性电池来改进该模型。
¹Univ. Grenoble Alpes,CNRS,Grenoble INP*,G2Elab,Grenoble,38031,法国 *francis.boakye-mensah@g2elab.grenoble-inp.fr 摘要 - 为了在气候变化法规日益严格的情况下找到 SF 6 的可行替代品,应该对压缩空气等替代品进行适当的评估。对于中压应用,耐受电压被用作尺寸标准,这取决于流光的引发和传播,而流光是电击穿的前兆。为了优化设计,应该通过预测模型从实验和数值上彻底研究在不同应力、压力等条件下此类放电的引发和传播机制。到目前为止,大多数数值研究都是通过自制代码完成的,因为由于此类计算的复杂性和非线性,商业软件中不易获得流光模型。最近,随着商业有限元软件COMSOL™Multiphysics 等离子体模块稳健性的增强,可以开发具有合理精度的流光放电模型。
本文提出了一种适用于宽频率范围的新型静电可调电容器。针对其应用,提出了完整的设计规则来设计 0.01 pF – 2.05 pF 范围内的可变电容器。根据所需的电容值,设计的电容器占用 0.03 mm 2 – 1.12 mm 2 的空间,与相关已发表的文献相比非常小。使用浮动技术来获得高品质因数。所提出的电容器的品质因数在 1.28G 至 2.78GHz 的频率范围内在 45 到 100 之间,并且可调电容器的可调谐范围为 374%。在提出完整的设计规则和相关方程后,所提出的电容器用于带有螺旋电感器的放大器电路中,并评估了所提出的电容器的性能并将其与其他电容器进行了比较。使用 COMSOL Multiphysics 进行模拟。
摘要 温度对锂离子电池的性能、寿命和安全性有至关重要的影响。因此,了解单个电池单元和电池组内的热量产生和耗散对于制定适当的热管理策略至关重要。关键挑战之一是电池单元的界面传热难以量化。采用稳态绝对法和瞬态激光闪光扩散率法分别测量电池层堆栈和单个电池层的热导率。结果表明,闪光扩散率法在横向和平面内方向均具有更高的热导率。差异主要是由界面热阻引起的,因此可以通过稳态和瞬态测量来估算。为了研究界面热传输对单个电池级别以外的影响,使用了多物理场电池模型。该模型建立在电池组的多尺度多领域建模框架之上,该框架考虑了多种物理现象之间的相互作用。通过数值实验量化了使用热管理材料的电池模块的好处。在热失控事件中,发现界面热阻可以通过显著减少电池之间的热传递来缓解电池模块中的热失控。关键词:锂离子电池、热管理、界面热阻、多物理场建模术语 T 温度 k 热导率 α 热扩散率 ρ 密度 C p 热容量 li 厚度
摘要 — 在本文中,我们开发了计算模型来分析集成磁集中器 (IMC) 对周围外部磁场的磁集中效应。我们提出了一种基于 IMC 的三轴霍尔传感器模型,该模型可以测量随机外部磁场的倾斜角度和绝对强度。IMC 将周围的平行磁性元件更改为垂直元件,因此允许水平霍尔板测量平行外部磁场的强度和倾斜角度。我们在 COMSOL Multiphysics 中为三轴霍尔传感器开发了一个基于有限元法 (FEM) 的模型。使用开发的模型研究和讨论了影响 IMC 磁集中效应的关键因素,包括材料特性和传感器结构。与传统的基于 IMC 的三轴角度传感器相比,传感器中不再需要参考永磁体。对于外部磁场的 α 和 θ 角,测量精度分别达到 0.8 度和 1.2 度。
使用延长的心脏扭力(XCAT)图像开发了男性和女性热调节模型,该模型是美国成年人中位数的图像,从体素数据分割为CAD模型,并将最终的四面体网格进口到Comsol Multiphysics软件中,并使用620万个四面体元素进口[1,2]。网格分为13个组织和器官,包括皮肤,脂肪,肌肉,骨骼,眼睛,肝脏,胃,肺,心脏,肾脏,肾脏,膀胱,肠,肠和大脑(图1)。指定了进口的网格组件,其属性是用于温度调节的属性,包括温度电阻率,电导率,特定的热容量和初始温度条件。使用Comsol的Bio-Heat传输模块的模型。表面上的空间温度分布由生物热传递方程(被动系统)[等式1]和通过下丘脑(活动系统)的误差信号对热调节的传出系统响应确定。
摘要近年来,将二维MXENE与钙钛矿太阳能电池掺入引起了很多关注。mxenes由于其表面终止功能组T X而显示出独特的电气功能。此外,将这种材料纳入钙钛矿太阳能电池已导致效率提高并提高了光电性能。在目前的工作中,使用comsol多物理学来模拟由电子传输层(ETL)组成的掺杂的钙钛矿太阳能电池,由钙钛矿(MAPBI 3)和MXENE(TI 3 C 2 T X)和带有配置ETL/ MAPBI 3 + MX的吸收层(MAPBI 3)和孔传输层(HTL)和孔传输层(HTL)。用于材料,将TIO 2(120 nm)用作ETL,并将螺旋形(140 nm)用作HTL。对吸收层(MAPBI 3 + MXENE)的厚度和浓度的影响进行了彻底研究以提高其效率。然后使用理想的厚度和掺杂浓度的理想变化来告知最佳太阳能电池结构的设计,该结构的最大效率为19.87%,填充系数为0.57,开路电压(V OC)为1.10V,短路电流电流密度(J SC)为31.97 mA/cm/cm 2。据我们所知,这是Comsol多物理学首次用于模拟用2D Ti 3 C 2 T X MXENE掺杂的钙钛矿太阳能电池。因此,结果给出了有意义的指导和洞察力,并深入研究了掺杂的钙岩太阳能电池的制造和进一步研究。关键字:Perovskite,mxene,comsol,仿真。
摘要。纳米技术的进步使生产最少的工具和设备成为可能,可用于控制微量的UID。目前,在各种ELDS的科学家的关注中心,此类系统被称为微管系统。此外,能够精确控制粒子形式和大小的纳米颗粒的能力至关重要。这项研究的主要目的是查看以喷嘴的微通道是否可以用于通过COMSOL Multiphysics 5.4软件培养基合成多碳酸酯(PCL)聚合物纳米粒子。在这项研究中,液滴离开喷嘴并进入主通道后的速度和静态压力,以及液滴的大小,形状,分布和重量。据透露,该通道的设计使液滴能够保持其稳定的结构。最后,结果表明,在0.00305秒的时间步长之后,液滴在大小和重量分布方面具有双重功能。形成了最大滴饱和质量,并且在0.01秒后,液滴直径大小显示出平稳状态。