پروژه های چند فیزیکه
پروژه های الکترومغناطیس
پروژه های مهندسی شیمی
پروژه های سیالات و انتقال حرارت
پروژه های مکانیک سازه و اکوستیک
پروژه های تعامل با نرم افزارهای دیگر
- (۶۸پروژه) کل پروژه ها
- (۶پروژه) ماژول طراحی
- (۴۲پروژه) ماژول ورودی CAD
- (۲پروژه) ماژول ورودی ECAD
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای اتوکد
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای پیتیسی کرئو
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای اینونتور
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای متلب
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای پی تی سی پرو اینجینیر
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای سالید اج
- (۶پروژه) ارتباط زنده برای سالیدورک
جداسازی دی الکتروفورتیک پلاکت ها از گلبول های قرمز خون – Dielectrophoretic Separation of Platelets from Red Blood Cells
دیالکتروفورز (DEP) زمانی اتفاق میافتد که یک ذره دیالکتریک در اثر میدان الکتریکی غیریکنواخت، نیرویی وارد شود. DEP کاربردهای زیادی در زمینه دستگاه های زیست پزشکی دارد که برای حسگرهای زیستی، تشخیص، دستکاری ذرات و فیلتراسیون (مرتب سازی)، مونتاژ ذرات و غیره استفاده می شوند.
تجزیه و تحلیل ساختارهای متخلخل در مقیاس میکروسکوپی – Analyzing Porous Structures on the Microscopic Scale
مدل سازی جریان از طریق سازه های متخلخل واقع گرایانه به دلیل پیچیدگی خود سازه دشوار است. اغلب، حل و فصل میدان جریان با جزئیات امکان پذیر نیست. بنابراین، یک توصیف ماکروسکوپی از ساختار مقیاس منافذ، که از مقادیر متوسطی مانند تخلخل و نفوذپذیری استفاده میکند، برای سهولت مدلسازی حوزههای متخلخل استفاده میشود. این مثال میدان جریان را در مقیاس منافذ تجزیه و تحلیل می کند. سپس نتایج برای اعتبارسنجی و انطباق توصیف ماکروسکوپی پیوستار استفاده میشود، که به نوبه خود برای مدلسازی هندسههای متخلخل در مقیاس بزرگ استفاده میشود.
بهینه سازی سینک حرارتی میکروکانالی متخلخل – Optimization of a Porous Microchannel Heat Sink
این مثال کارایی یک هیت سینک میکروکانالی متخلخل را نسبت به یک هیت سینک میکروکانال معمولی محاسبه می کند. مدل کاملاً پارامتری شده است. یک مطالعه پارامتر بر روی ضخامت بستر متخلخل برای تعیین پیکربندی بهینه استفاده می شود.
جداکننده انتشار کنترل شده – Controlled Diffusion Separator
این مدل یک میکروسل H شکل را شبیه سازی می کند که برای جداسازی کنترل شده با انتشار طراحی شده است. سلول دو جریان آرام مختلف را برای یک دوره زمانی کنترل شده در تماس قرار می دهد. سطح تماس به خوبی مشخص است و با کنترل سرعت جریان، می توان مقدار گونه هایی را که از طریق انتشار از یک جریان به جریان دیگر منتقل می شوند، کنترل کرد. با این روش میتوان گونههای با نفوذ بالا را از گونههای با نفوذ کم جدا کرد.
به عنوان مثال، اگر گونه ای با نفوذ بالا از ورودی پایینی وارد شود، در ضخامت کانال افقی پخش می شود و از هر دو خروجی خارج می شود. گونه ای با نفوذ کم که وارد ورودی پایینی می شود در جریان خود باقی می ماند و همچنین از خروجی پایینی خارج می شود.
ارزیابی دمای حجیم – Bulk temperature evaluation
این آموزش نحوه استفاده از متغیرها و عملگرهای داخلی را برای ارزیابی دمای توده در امتداد هندسه ای مانند کانال، لوله یا دودکش در جریان غیر گرمایی به صورت دو بعدی و سه بعدی نشان می دهد. دمای توده ممکن است برای محاسبه ضریب انتقال حرارت برای یک جریان داخلی، به منظور تخمین راندمان یک مبدل حرارتی مورد نیاز باشد.
میانگینگیری مدلها برای هدایت حرارتی مؤثر در محیطهای متخلخل – Averaging Models for Effective Thermal Conductivity in Porous Media
این آموزش میانگینگیری مدلهای موجود در رابط انتقال حرارت در رسانه متخلخل را ارائه میکند که برای محاسبه رسانایی گرمایی مؤثر، زمانی که فرض تعادل حرارتی محلی ساخته میشود، استفاده میشود. مدلها برای تخلخلهای بین ۰ تا ۱ و نسبت هدایت حرارتی ۵۰ بین فاز سیال و جامد مقایسه میشوند.
خنک کننده لامپ ال ای دی – LED Bulb Cooling
این مدل سه حالت انتقال حرارت را توصیف میکند: رسانایی، همرفت، و تابش، همراه با جریان غیر گرمایی در یک هندسه واقعی که نشاندهنده یک لامپ و هوای اطراف است.
تراشه های LED گرما را از بین می برند. این مدل دمای تعادل القا شده توسط این منابع گرمایی، رسانایی در قطعات جامد، خنککننده همرفتی به دلیل همرفت طبیعی و خنکسازی تابشی به محیط را محاسبه میکند.
خشک کردن نمونه سیب زمینی – Drying of a Potato Sample
خشک کردن محیط متخلخل از جمله فرآیندهای مهم در صنایع غذایی و کاغذسازی است. بسیاری از اثرات فیزیکی باید در نظر گرفته شود: جریان سیال، انتقال حرارت با تغییر فاز، و انتقال مایعات و گازهای شرکت کننده. همه این اثرات به شدت جفت شدهاند و از رابطهای از پیش تعریفشده میتوان برای مدلسازی این اثرات در یک محیط متخلخل مرطوب با COMSOL Multiphysics استفاده کرد. در این مدل، فازهای مایع و گاز در داخل نمونه سیب زمینی که به عنوان یک محیط متخلخل مدلسازی شده است، در تعادل فرض میشوند و تغییر اشباع آب در طول زمان محاسبه میشود تا انتقال گرما و رطوبت توسط یک جریان دو فازی مدلسازی شود.
اثر Opto-Acoustophoretic در یک تله آکوستوفوئیدیک – Opto-Acoustophoretic Effect in an Acoustofluidic Trap
Opto-acoustophoresis اصطلاحی است که برای توصیف تعامل بین آکوستیک و میدان های نوری استفاده می شود. در بیشتر موارد (از جمله این) میدان نوری مواد را گرم می کند و بنابراین بر میدان صوتی تأثیر می گذارد. در این مثال از یک تله صوتی، مجموعه ای از ذرات قبل از روشن شدن منبع نور به دام می افتند. نور توسط ذراتی جذب می شود که در نتیجه سیال اطراف را گرم می کنند. این جریان ترموآکوستیک قوی ایجاد می کند که ذرات را از تله صوتی بیرون می کشد.
مبدل حرارتی صفحه-فین – Plate-Fin Heat Exchanger
این مدل آموزشی نشان می دهد که چگونه از یک مبدل حرارتی پره صفحه ای ساخته شده از آلومینیوم برای خنک کردن روغن داغ با هوای سردتر استفاده می شود.
تشکیل دندریت کنترل شده با انتشار با استفاده از روش مجموعه سطح – Diffusion-Controlled Dendrite Formation Using the Level Set Method
مدل حاضر نشان میدهد که رسوب الکتریکی مس با انتشار کنترل شده بر روی آرایههای الکترود نواری ریزساختار (MEA) است. انتقال جرم با انتشار فیکی یون های مس با استفاده از رابط حمل و نقل گونه های رقیق حل شده است. تشکیل دندریت به عنوان یک نتیجه از رسوب الکتریکی کنترل شده با انتشار با استفاده از رابط سطح مجموعه گرفته شده است. سرعت رسوب الکتریکی بر حسب شار انتشاری در مدل تجویز میشود. در مقایسه با الکترودهای داخلی در MEA، تشکیل دندریت برای الکترود محیطی در MEA غالب تر است.
اثرات جریان فواره بر روی رسوب الکتریکی در یک ویفر در حال چرخش – Fountain Flow Effects on Electrodeposition on a Rotating Wafer
این مثال تجزیه و تحلیل انجام شده در مدل Electrodeposition بر روی یک ویفر با الگوی مقاومتی را با گنجاندن انتشار و همرفت یونهای مس در الکترولیت گسترش میدهد.
اثرات انتقال جرم همراه انتقال همرفت – انتشار در این نوع راکتور مورد توجه است زیرا آنها به سمت لبه ویفر برجسته می شوند و چگالی جریان را محدود می کنند. این باعث تعادل مازاد پتانسیل فعالسازی میشود که به دلیل اثرات هدایت جریان الکتریکی در ویفر در لبه بالاترین حد است. با طراحی راکتور، رابطه بین انتقال جرم و اثرات پتانسیل فعال سازی را می توان بهینه کرد تا توزیع جریان روی ویفر یکنواخت تر شود.
رسوب آلیاژی – Alloy Deposition
کدگذاری الکتروشیمیایی یک روش رایج کم هزینه برای تولید آلیاژهای فلزی است. این مدل آموزشی رسوب الکتریکی یک آلیاژ نیکل (Ni)-فسفر (P) را نشان می دهد.
سلول بدنه سیلندر دوار – Rotating Cylinder Hull Cell
سلولهای بدنه سیلندر چرخشی یک ابزار آزمایشی مهم در آبکاری و رسوب الکتریکی هستند و برای اندازهگیری توزیع غیریکنواخت جریان، انتقال جرم و قدرت پرتاب حمامهای آبکاری استفاده میشوند. این مدل نتایج را برای یک سلول تجاری موجود (RotaHull (R)) همانطور که در مقاله منتشر شده است، تولید می کند [۱]. به طور خاص، توزیع جریان اولیه، ثانویه و سوم را در امتداد الکترود و همچنین انتشار مس در لایه منتشر در اطراف کاتد بررسی میکند.
رسوب الکتریکی یک سیم پیچ سلف – Electrodeposition of an Inductor Coil
این مثال رسوب یک سیم پیچ سلف را به صورت سه بعدی مدل می کند. هندسه شامل اکستروژن الگوی رسوب به یک ماسک مقاوم نوری جداکننده و یک لایه انتشار در بالای مقاومت نوری است.
رسوب الکتریکی یک برآمدگی میکروکانکتور با هندسه تغییر شکل در سه بعدی – Electrodeposition of a Microconnector Bump with Deforming Geometry in 3D
این مدل تکامل شکل یک برآمدگی میکروکانکتور را در طول زمان به عنوان رسوب مس روی سطح الکترود شبیهسازی میکند. انتقال یون مس در الکترولیت از طریق همرفت و انتشار انجام می شود. سینتیک الکترود با بیان باتلر-ولمر وابسته به غلظت توصیف میشود.
رسوب بدون الکترو مس – Copper Electroless Deposition
رسوب یا آبکاری الکترولس یک روش آبکاری غیر گالوانیکی است که نیازی به نیروی الکتریکی خارجی ندارد. این روش معمولاً برای آبکاری الکترولس نیکل، نقره، طلا و مس استفاده می شود.
آبکاری تخته مدار چاپی – Electroplating of a Printed Circuit Board
این مثال آبکاری یک برد مدار چاپی (PCB) را به صورت سه بعدی با استفاده از رابط توزیع جریان ثانویه شبیه سازی می کند. به منظور دستیابی به یکنواختی ضخامت در سراسر PCB، یک الگوی ساختگی به همراه یک روزنه در حمام آبکاری در طراحی گنجانده شده است.
آبکاری معکوس پالس – Pulse Reverse Plating
این آموزش نشان می دهد که چگونه آبکاری معکوس پالس می تواند به عنوان جایگزینی بدون افزودنی برای کاهش برجستگی های کوچک در طول رسوب فلز مس استفاده شود. با تطبیق پارامترهای فرآیند، از جمله طول پالس های رو به جلو و معکوس (چرخه های وظیفه)، می توان یک سطح فلزی آینه مانند روشن ایجاد کرد.
آندایزاسیون آلومینیوم – Aluminum Anodization
هنگام آنودایز کردن آلومینیوم، سطح به صورت الکتروشیمیایی تغییر می یابد تا یک فیلم Al2O3 ساینده و مقاوم در برابر خوردگی تشکیل شود. سینتیک الکترود در طول فرآیند تنها با رشد لایه اکسید به طور جزئی تحت تأثیر قرار می گیرد، بنابراین یک تجزیه و تحلیل ثابت از توزیع جریان برای تعیین یکنواختی ضخامت این لایه کافی است.
رسوب مس در یک سوراخ از طریق – Copper Deposition in a Through-Hole Via
این مدل مکانیسم پر کردن پروانه را برای رسوب الکتریکی مس در یک سوراخ عبوری (TH) از طریق قرار گرفتن در معرض الکترولیت حاوی مواد افزودنی هالید سرکوبگر نشان می دهد.
رسوب مس در یک ترانشه با استفاده از روش تنظیم سطح – Copper Deposition in a Trench Using the Level Set Method
مثال مدل حاضر بر اساس رسوب مس در یک مدل ترانچ موجود در کتابخانه کاربردی الکترورسوب گذاری است.
رسوب مس در یک ترانشه با استفاده از روش میدان فاز – Copper Deposition in a Trench Using the Phase Field Method
مثال مدل حاضر بر اساس رسوب مس در یک مدل ترانچ موجود در کتابخانه کاربردی الکترورسوب گذاری است.
رسوب مس در یک ترانشه – Copper Deposition in a Trench
این مدل استفاده از مش های متحرک را در استفاده از رسوب الکتریکی مس بر روی تخته های مدار نشان می دهد. در این محیطها وجود حفرهها یا ترانشهها مشهود است.
مدلسازی جریان دو فازی برق مسی با استفاده از جریان حبابی – Two-Phase Flow Modeling of Copper Electrowinning Using Bubbly Flow
الکترووینینگ مس فرآیند استخراج مس از محلول الکترولیت و رسوب آن در سطح کاتد با عبور جریان خارجی از سلول الکترولیتی و استفاده از آند نامحلول است. در طول فرآیند، حبابهای اکسیژن در سطح آند تولید میشوند که منجر به یک منطقه گردش مجدد بزرگ بین سطوح آند و کاتد میشود که نیاز به مدلسازی جریان دو فازی دارد.
کرونوآمپرومتری لایه نازک – Thin Layer Chronoamperometry
روش الکتروتحلیلی رایج برای تشخیص آمپرومتریک جامع در یک لایه نازک میکروسکوپی به عنوان یک مسئله انتشار متقارن ۱ بعدی مدلسازی میشود. نتیجه شبیهسازیشده با معادله تحلیلی کترل در زمانهای کوتاه مطابقت دارد، و همانطور که در زمانهای طولانی زمانی که لایه انتشار روی سلول لایه نازک قرار میگیرد، منحرف میشود.
ولتامتری جذب- دفع – Adsorption-Desorption Voltammetry
برای اینکه یک واکنش الکتروشیمیایی رخ دهد، معمولاً گونه واکنش دهنده باید قبل از احیا یا اکسیداسیون به سطح الکترود جذب شود و پس از آن گونه محصول حاصل دوباره به الکترولیت دفع می شود.
اگر سرعت جذب یا دفع در مقایسه با مرحله انتقال بار الکتروشیمیایی آهسته باشد، ممکن است پدیده جذب – واجذب در یک مدل لحاظ شود.
الکترود سیمی – Wire Electrode
سلول الکتروشیمیایی نشان داده شده در این مدل را می توان به عنوان یک سلول واحد از یک الکترود شبکه سیمی بزرگتر در نظر گرفت که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی رایج است.
دستگاه الکتروکرومیک – Electrochromic Device
دستگاه های الکتروکرومیک (ECD) ممکن است در پنجره های “هوشمند” استفاده شوند، به عنوان مثال در ساختمان ها یا دریچه های موتور سیکلت، جایی که می توان شفافیت دستگاه را با اعمال یک ولتاژ کنترل کرد.
ECD ها از این واقعیت استفاده می کنند که جذب نور بصری برای یک گونه شیمیایی در محلول ممکن است به حالت اکسیداسیون بستگی داشته باشد.
با استفاده از الکترودها برای کنترل حالت اکسیداسیون، می توان شفافیت کل سلول را با تغییر پتانسیل کنترل کرد.
این مدل تغییر دینامیکی شفافیت یک سلول الکتروشیمیایی EN را زمانی که در معرض یک مرحله بالقوه قرار میگیرد، شبیهسازی میکند، و به دنبال آن آرامش یا در مدار باز یا با اتصال کوتاه سلول.
جریان های سرگردان از یک قطار در یک سیستم حمل و نقل ریلی سبک – Stray Currents from a Train in a Light Railway Transit System
سیستم های حمل و نقل راه آهن سبک (LRT) اغلب از نیروی DC برای پیشران قطار استفاده می کنند.
باتری لیمویی – Lemon Battery
این دارایی حاوی فایل مدلی است که در پست وبلاگ با عنوان “نزدیک شدن به یک مدل الکتروشیمیایی از ابتدا: باتری لیمو” توضیح داده شده است.
حمل و نقل بازدارنده خوردگی – Corrosion Inhibitor Transport
این مدل خوردگی اتمسفر یک زوج گالوانیکی را شبیهسازی میکند که شامل یک پوشش فلزی Al-Co-C و یک آلیاژ آلومینیوم است که با لایه الکترولیت ضخامت ۱۰۰ میکرومتر در تماس است.
حفاظت از خوردگی خط لوله با استفاده از حفاظت کاتدی جریان تحت تاثیر – Pipeline Corrosion Protection Using Impressed Current Cathodic Protection
در این مثال، سه خط لوله موازی به طول ۶۸ کیلومتر و فاصله تفکیک افقی ۱۰ متر بین آنها توسط یک سیستم حفاظت کاتدی جریان تحت تاثیر (ICCP) با استفاده از یک سری آند در برابر خوردگی محافظت میشوند.
خوردگی اتمسفر با حمل و نقل جرم – Atmospheric Corrosion with Mass Transport
خوردگی جوی زمانی اتفاق می افتد که سازه های فلزی در معرض هوای مرطوب قرار می گیرند و یک لایه الکترولیت نازک در محدوده تا چند صد میکرومتر تشکیل می دهند.
مدل ارائه شده در اینجا برای حمل بار و همچنین حمل و نقل انبوه شامل ۱۰ گونه و ۶ واکنش همگن است.
مشخصات بالقوه در باتری ها و سلول های الکتروشیمیایی – Potential Profile in Batteries and Electrochemical Cells
هدف از این مدل تجسم پتانسیل الکتریکی در یک سلول الکتروشیمیایی، به عنوان مثال یک باتری است. این در OCV و در حین کار انجام می شود. در باتری، این با OCV، تخلیه و شارژ مجدد مطابقت دارد.
طراح حفاظت کاتدی – Cathodic Protection Designer
برنامه Cathodic Protection Designer نمونه ای از نحوه استفاده از یک برنامه کاربردی برای ساده سازی فرآیند شبیه سازی با ارائه راهی برای وارد کردن یک فایل CAD عمومی با الزامات خاص است.
خوردگی ناشی از جریان متناوب – Alternating Current-Induced Corrosion
خوردگی ناشی از جریان متناوب (AC) در صنعت نفت و گاز مشهود است، به ویژه زمانی که یک خط لوله در مجاورت خطوط انتقال قدرت بالا باشد.
یک مدل عددی ارائه شده در اینجا ابتدا اثر جریان مستقیم (DC) پتانسیل اعمال شده بر خوردگی را با استفاده از یک تحلیل ثابت و سپس اثر AC بر خوردگی را با استفاده از یک تحلیل گذرا ارزیابی میکند.
سپس این مدل برای بررسی اثر فرکانس بر نرخ خوردگی AC گسترش مییابد و سهم خازنی دو لایه را به ویژه در فرکانس بالاتر نشان میدهد.
خوردگی زیر قطره ایوانز – Corrosion Under an Evans Droplet
آزمایش قطره ایوانز یک آزمایش خوردگی قرن قدمت برای نشان دادن خوردگی محدود حمل و نقل اکسیژن است. یک قطره آب بر روی یک سطح فلزی قرار می گیرد و با گذشت زمان، سطح دارای تفاوت هایی در جهت شعاعی سطح از نظر مقدار مواد خورده شده و محصولات خوردگی رسوب شده است.
حفاظت کاتدی با تغییر شکل آند – Cathodic Protection with Anode Deformation
این آموزش حفاظت کاتدی یک سازه دکل نفتی را در یک دوره زمانی ۱۵ ساله مدل می کند.
مدل دو فازی برای MEA پیل سوختی PEM پنج لایه – A Two Phase Model For A Five Layer PEM Fuel Cell MEA
یک پیل سوختی PEM با دمای پایین، آب را در سمت کاتد تولید میکند و برای جریانهای بالاتر، آب مایع در لایههای متخلخل و در میدان جریان تشکیل میشود.
جک زدن اکسیدی بتن مسلح – Oxide Jacking of Reinforced Concrete
جکینگ اکسیدی فرآیندی است که در آن بتن مسلح به دلیل خوردگی میلگردهای تقویت کننده ترک می خورد. فرآیند خوردگی باعث رشد یک لایه اکسید روی میلگرد می شود که به نوبه خود باعث ایجاد تنش های داخلی در بتن می شود. اگر اجازه داده شود روند خوردگی بدون کنترل ادامه یابد، بتن در نهایت ترک خواهد خورد و سازه را به خطر می اندازد.
خوردگی موضعی با استفاده از روش میدان فاز – Localized Corrosion Using the Phase Field Method
این مثال خوردگی گالوانیکی را بین دو فاز مختلف در یک آلیاژ منیزیم برای یک پیکربندی ریزساختار مقطعی نشان میدهد.
رابط فاز فیلد در اینجا برای مدل سازی انحلال یک فاز تشکیل دهنده که منجر به تغییرات توپولوژیکی می شود استفاده می شود. سینتیک الکترود در مرز خوردگی به عنوان یک اصطلاح دامنه ای تعریف می شود که از تابع دلتای میدان فاز استفاده می کند.
خوردگی حفره ای – Pitting Corrosion
خوردگی حفرهای نوعی خوردگی موضعی است که در آن حفرههای موضعی، حفرهها، روی سطح فلزی در ابتدا صاف تشکیل میشوند.
یک گودال ممکن است با عیوب سطحی، مانند ناهمگنی در ترکیب یا شکل، یا سوء استفاده مکانیکی که منجر به یک خراش یا فرورفتگی کوچک شود، مقداردهی اولیه شود.
تجزیه حرارتی بتاکاروتن در راکتور جریان – Thermal Decomposition of Beta-Carotene in a Flow Reactor
این آموزش نشان می دهد که چگونه می توان از عملکرد کمی نامشخص (UQ) برای پاسخ به سؤالات مربوط به حساسیت و قابلیت اطمینان یک راکتور جریان با تجزیه حرارتی استفاده کرد.
اختلاط آشفته در یک مخزن هم زده – Turbulent Mixing in a Stirred Tank
این مثال نشان می دهد که چگونه می توان قابلیت اختلاط یک ظرف هم زده را ارزیابی کرد. برای رسیدن موثر به شرایط عملیاتی ثابت، جریان آشفته برای استفاده از تحلیل روتور منجمد و شبیهسازی وابسته به زمان بعدی حل میشود. هنگامی که یک میدان جریان شبه پایدار ایجاد شد، اختلاط آشفته یک گونه ردیابی شبیهسازی میشود و زمان اختلاط تا زمانی که کاملاً مخلوط شود ارزیابی میشود.
لوله حرارتی با خواص مایع و گاز دقیق – Heat Pipe with Accurate Liquid and Gas Properties
لوله های حرارتی برای انتقال موثر گرما از طریق تبخیر، انتقال جرم و تراکم سیال در حال کار طراحی شده اند.
تبخیر همرفتی یک قطره آب-استون – Convective Evaporation of a Water–Acetone Droplet
این مدل تبخیر یک قطره را توصیف می کند که از محلول غلیظ استون و آب تشکیل شده است. این پدیده همراه با حمل و نقل گونه های شیمیایی و انتقال حرارت بر روی مرزهای فاز (مرز مایع-گاز) و همچنین برای جریان چند فازی را به حساب می آورد.
توزیع جریان اولیه در الکترود شبکه باتری سرب-اسید – Primary Current Distribution in a Lead–Acid Battery Grid Electrode
این مثال مدل سه بعدی استفاده از رابط توزیع جریان اولیه برای مدل سازی توزیع جریان در سلول های الکتروشیمیایی را نشان می دهد.
باتری سرب-اسید ردوکس محلول – Soluble Lead–Acid Redox Flow Battery
در یک باتری جریان ردوکس، انرژی الکتروشیمیایی به صورت زوج های ردوکس در الکترولیت ذخیره می شود، که در مخازن خارج از سلول الکتروشیمیایی ذخیره می شود.
باتری روی-برم ردوکس جریان – Zinc–Bromine Redox Flow Battery
باتری جریان اکسید روی برم روی یک فناوری ذخیره سازی انرژی الکتروشیمیایی مناسب برای کاربردهای ثابت است.
در مقایسه با سایر مواد شیمیایی باتری جریان، سلول Zn-Br به طور بالقوه دارای هزینه کمتر، تراکم انرژی بالاتر و بازده انرژی بهتر است.
در سلول هنگام شارژ، فلز روی روی الکترود منفی رسوب میکند، در حالی که برم روی الکترود مثبت تولید میشود.
این آموزش ولتاژ سلول و همچنین تولید برم و روی را در طول چرخه شارژ-تخلیه مدل می کند.
رول ژله ای با استفاده از هندسه مسطح – Jelly Roll Using a Flattened Geometry
این مثال نتایج مثال آموزشی ژله رول را با استفاده از یک نمایش مسطح از هندسه مبتنی بر مارپیچ زخم تکرار می کند.
باتری لیتیوم سولفور – Lithium-Sulfur Battery
باتری های لیتیوم سولفور (Li-S) در کاربردهای خاص با تقاضای بالا برای چگالی انرژی خاص، که ممکن است به ۵۰۰-۶۰۰ Wh/kg برسد، استفاده می شود.
خازن الکتروشیمیایی با الکترودهای متخلخل – Electrochemical Capacitor with Porous Electrodes
ابرخازن های الکتروشیمیایی دارای چگالی انرژی نسبتاً بالاتری نسبت به خازن های معمولی هستند. ابرخازن های الکتروشیمیایی با چندین مزیت، مانند شارژ سریع، چرخه شارژ-دشارژ طولانی، و محدوده دمای عملیاتی گسترده، کاربردهای گسترده ای در خودروهای الکتریکی هیبریدی پیدا کرده اند.
این آموزش ۱ بعدی توزیع جریان و استفاده از الکترود در الکترودهای متخلخل را در یک خازن الکتروشیمیایی مدل میکند. معادلات Nernst-Planck برای مدلسازی انتقال با انتشار و مهاجرت الکترولیت دوتایی، با استفاده از پارامترهای پیچخوردگی و تخلخل برای استخراج پارامترهای انتقال موثر برای الکترودهای متخلخل استفاده میشود.
ژله رول – Jelly Roll
در یک سلول باتری استوانهای یا منشوری، لایههای فعال، فویلهای فلزی جمعکننده جریان و جداکنندهها به یک «ژله رول» پیچیده میشوند.
زبانه های اضافی (نوارهای فلزی) به فویل های جمع کننده جریان جوش داده می شوند تا جریان را به قسمت بیرونی قوطی سلول هدایت کنند.
تأثیر متقابل ابعاد مختلف لایه ها و زبانه ها، در ترکیب با مقدار جریان سلول، بر توزیع دما و جریان در سلول باتری حاکم است.
تمرکز اینرسی بین دو دیواره موازی – Inertial Focusing Between Two Parallel Walls
بیش از ۵۰ سال است که این موضوع شناخته شده است که ذرات شناور خنثی در یک کانال جریان تمایل به مکانهای خاص در مقطع کانال دارند. برای یک لولۀ استوانهای یا دو صفحۀ موازی که دارای جريان خطى ناروان هستند، موقعیت تعادل در حدود ۰٫۶ برابر شعاع لوله یا فاصله از دیوارههای موازی به ترتیب حدود ۰٫۲ برابر عرض کانال است. به این اثر Segre-Silberberg گفته میشود، در حالی که حلقهای از ذرات با شعاع ۰٫۶ برابر شعاع لوله گاهی اوقات حلقۀ Segre-Silberberg نامیده میشود.
غشای یون تبادل و پتانسیل های دونان – Ion-Exchange Membranes and Donnan Potentials
این فایل مدل برای ایجاد طرح های برجسته شده در پست وبلاگ “نحوه مدل سازی غشاهای یونی تبادل و پتانسیل های دونان” استفاده شده است.
حمل و نقل در دریچه الکتروکینتیک – Transport in an Electrokinetic Valve
این برنامه نمونه¬ای از جریان محور فشار و الکتروفورز را در یک سیستم میکروکانال سه¬بعدی ارائه می¬دهد.
جریان غیر قابل انعطاف ثابت از پشت صحنه – Stationary Incompressible Flow over a Backstep
این مدل آموزشی معادلات ناپایدار نویر-استوکس را در یک هندسه پشت صحنه با استفاده از رابط جریان لایهای حل میکند.
حمل و نقل ذرات محلول در مدل از پیش تعیین شده جریان آب زیرزمینی مشخص – Solute Transport in Prescribed Groundwater Flow Preset Model
پیشبینی حمل و نقل املاح که با مایعات زیرسطحی حرکت میکنند از نظر عمومی در مهندسی محیط زیست و علوم زمین مورد توجه است. املاح ممکن است نه تنها آلاینده باشند بلکه ردیابهای مصنوعی نیز برای اهداف تحقیق به آبهای زیرزمینی اضافه میشوند.
بهینهسازی پارامتری یک میکرودریچه تسلا – Parameter Optimization of a Tesla Microvalve
از میکروشیر تسلای بهینهشده توپولوژی به عنوان الهامبخش برای هندسۀ پارامتری استفاده میشود. بهینهسازی این هندسه با بهینهسازی بیش از یک جارو پارامتری، فرسایش و اتساع هندسه را در نظر میگیرد.
بهینهسازی پراکندگی باند در یک جریان الکتریکی از طریق میکروکانال خمیده – Optimizing Band Dispersion in an Electroosmotic Flow Through a Curved Microchannel
این مدل پراکندگی باند گونۀ خنثی را از طریق میکروکانال منحنی در یک جریان الکترواسمزی (EOF) بررسی میکند. با استفاده از ماژول بهینهسازی، بهینهسازی هندسی برای به حداقل رساندن پراکندگی ناشی از منحنی انجام میشود.
بهینه سازی یک میکرودریچه تسلا – Optimization of a Tesla Microvalve
این مدل یک بهینهسازی توپولوژیکی را برای یک میکروشیر تسلا انجام میدهد. یک میکروشیر تسلا جریان رو به عقب را با استفاده از نیروهای اصطکاک به جای قطعات متحرک مهار میکند.
همرفت آزاد در یک محیط متخلخل – Free Convection in a Porous Medium
این مثال مدلسازی جریان زیر سطح را که در آن همرفت آزاد در محیط متخلخل تجزیه و تحلیل میشود، بررسی میکند. نتایج با نوشتهجات منتشر شده در این زمینه مقایسه میشوند.
جریان Forchheimer Flow – Forchheimer
این مثال یک مدل آموزشی از اتصال بین جریان یک سیال در یک کانال باز و یک بلوک متخلخل متصل به یکی از دیوارههای کانال است. این جریان توسط معادله نویر-استوکس در منطقۀ آزاد و نسخۀ اصلاحشدۀ Forchheimer از معادلات Brinkman در منطقۀ متخلخل شرح داده شده است.
خرابی چاه چندجانبه – Failure of a Multilateral Well
چاههای چندجانبه -آنهایی که دارای پاهای متعدد هستند که از یک چاه جدا میشوند- میتوانند به طور موثری روغن تولید کنند؛ زیرا پاها میتوانند به چندین ناحیۀ تولیدی رسیده و در اطراف نواحی غیرقابل نفوذ حرکت کنند. متأسفانه مهندسان حفاری اغلب باید مکانیکی چاههای چندجانبه را با آستر یا محفظه تثبیت کنند که میتواند میلیونها دلار قیمت داشته باشد. رهاسازی چاه بیمصرف هزینههای ساخت را کاهش میدهد، اما خطر نسبتاً بالای خرابی فاجعهبار را هم در هنگام نصب و هم پس از شروع پمپاژ به دنبال دارد.
تبخیر در محیط متخلخل با میزان تبخیر زیاد – Evaporation in Porous Media with Large Evaporation Rate
تبخیر در رسانههای متخلخل یک فرآیند مهم در صنایع غذایی و کاغذی، در میان دیگر موارد است. بسیاری از اثرات جسمی را باید در نظر گرفت: جریان مایعات، انتقال حرارت و انتقال مایعات و گازهای شرکتکننده. همۀ این تأثیرات کاملاً همراه هستند و از رابطهای از پیش تعریف شده برای مدلسازی این اثرات با ماژول انتقال حرارت استفاده میشود.
میکروهمزن الکترواستاتیک – Electroosmotic Micromixer
ریزگردها برای کاربردهای بیوشیمیایی اغلب نیاز به ترکیب سریع جریانهای مختلف مایعات دارند. در میکروسکوپ، جریان معمولاً جریان چند لایه مرتب شده بوده و عدم تلاطم، انتشار را مکانیسم اصلی مخلوطکردن میکند.
کربناته کردن در آب – Carbonation in Water
این مثال نحوه مدلسازی کربناته را نشان میدهد که نوعی از پاشیدگی است. پاشیدگی یک فرایند انتقال جرم بین گاز و مایع بوده که در صنعت رایج است (مانند کربناته کردن نوشیدنی و کاربردهای فوتوبیوراکتور) و در خانه (هوادهی آکواریوم).
توزیع جریان ثانویه در یک سلول استخراج الکتریکی روی – Secondary Current Distribution in a Zinc Electrowinning Cell
این یک مدل از توزیع جریان ثانویه در یک سلول استخراج الکتریکی روی است. این مدل در تغییر پارامترهای الکترود در یک مطالعۀ پارامتری، تأثیر بر توزیع جریان را بررسی میکند. هندسه در دو بعد است.
ولتامتری در الکترود میکروصفحه – Voltammetry at a Microdisk Electrode
ولتامتری در میکروالکترود شعاع ۱۰ میکرومتری مدلسازی شده است. در این روش رایج الکتروشیمیایی تحلیلی، پتانسیل موجود در الکترود در حال کار، بالا و پایین رفته و جریان ثبت می شود. شکل موج ولتاژ جریان (“ولتاموگرام”) اطلاعاتی در مورد واکنشپذیری و ویژگیهای حمل و نقل انبوه آنالیت میدهد. میکروالکترودها در الکتروآنالیز
خوردگی تحت تأثیر تهنشینی – Under-Deposit Corrosion
در این مدل، اثر محصول خوردگی بر خوردگی گالوانیک بین آلیاژ منیزیم (AE44) و فولاد خفیف در تماس با محلول آب نمک ارائه شده است، که در آن مرزهای تغییر شکل یافته به دلیل رسوب محصول خورندگی و همچنین انحلال منیزیم در نظر گرفته شده است. حمل و نقل یونهای Mg2 + تولید شده در سطح منیزیم و یونهای OH تولید شده در
خوردگی تنشی – Stress Corrosion
خط لولههای فولادی غالباً در صنعت نفت و گاز تحت شرایط تنش / کرنش پیچیده قرار دارند. علاوه بر این، لولهها به دلیل حرکت خاک در معرض کرنش طولی قابل توجهی قرار دارند.
برای شبیهسازی تنش الاستوپلاستیک، رابط مکانیک جامد با مدل انعطافپذیری کوچک کرنش استفاده میشود. رابط توزیع ثانویۀ جریان برای مدلسازی واکنشهای الکتروشیمیایی استفاده میشود.
خوردگی خط لوله جریان سرگردان – Stray Current Pipeline Corrosion
سیستم حفاظت کاتدی تحت تأثیر فعلی (ICCP) اغلب برای تحت تأثیر قرار گرفتن کاهش خوردگی خطوط لولۀ مدفون در صنعت نفت و گاز استفاده میشود. اشیاء فلزی مانند خطوط لولۀ مدفون، که در جریان سیستمICCP وجود دارند، ممکن است از فعل و انفعالات جریان سرگردان نتیجه شده و منجر به خوردگی سریع شوند. این مدل آموزش خوردگی جریان سرگردان یک خط لولۀ مدفون را نشان داده که در مجاورت یک
ICCP بدنۀ کشتی – Ship Hull ICCP
حفاظت کاتدیک تحت تأثیر قرار گرفته، یک استراتژی متداول برای کاهش خوردگی پوستۀ کشتی است که در آن یک جریان خارجی روی سطح بدنه اعمال شده و قطبش آن در پتانسیل پایینتری قرار دارد. در این مدل، تأثیر پوشش پروانه بر درخواست فعلی نشان داده شده است.
پوشش سکوی نفت فلات قاره با رسوبات آهکی – Offshore oil platform jacket with calcareous deposits
مقیاس کامل، مدل وابسته به زمان از یک پوشش سکوی نفت فلات ساحلی با استفاده از آندهای قربانی، شکستن پوشش و رسوبات آهکی در سطوح فولادی. هدف از این آموزش، پاسخگویی به برخی از سؤالات متداول برای شبیهسازیها در صنعت نفت و گاز است. البته این آموزش در مورد کلیۀ تجهیزات زیر دریایی مانند پایههای آسیاب بادی و بندرها نیز صدق میکند.
تک قطبی با حل آندهای قربانی – Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes
یک پایۀ یکپارچه، یک عنصر ساختاری با قطر بزرگ است که میتواند برای پشتیبانی از سازههایی مانند توربینهای بادی فراساحلی استفاده شود. این نرم افزار نشان میدهد که چگونه حفاظت کاتدی از یک قطب با گذشت زمان با حل شدن آندهای قربانی کاهش مییابد. این مدل میتواند برای ارزیابی سینتیک الکترود توزیع جریان
خوردگی موضعی با استفاده از روش تنظیم سطح – Localized Corrosion using the Level Set Method
این مثال خوردگی گالوانیک بین دو مرحله مختلف در یک آلیاژ منیزیم برای یک پیکربندی ریزساختار مقطعی نماینده را مدل میکند. رابط سطح تنظیم شده در اینجا برای مدلسازی انحلال یک فاز تشکیلدهنده منتهی به تغییرات توپولوژیکی استفاده میشود. سینتیک الکترود در مرز خوردگی به عنوان یک اصطلاح دامنه با استفاده از تابع دلتای مجموعه سطوح تعریف میشود.
خوردگی شیمیایی – Localized Corrosion
این مثال خوردگی گالوانیک بین دو مرحله مختلف در یک آلیاژ منیزیم برای یک پیکربندی ریزساختار مقطعی نماینده را مدل میکند. رابط سطح تنظیم شده در اینجا برای مدلسازی انحلال یک فاز تشکیلدهنده منتهی به تغییرات توپولوژیکی استفاده میشود. سینتیک الکترود در مرز خوردگی به عنوان یک
اثر ضخامت مقره – Isolator Thickness Effect
استفاده از جداکنندۀ آلومینیوم (Al) یک استراتژی کاهش متداول برای خوردگی گالوانیک بین آلیاژ منیزیم (Mg) و فولاد خفیف (MS) است. مدل حاضر با استفاده از یک مطالعۀ پارامتری، اثر ضخامت آلومیناتور آلومینیوم بر شدت خوردگی گالوانیک را نشان میدهد. سینتیک الکترود در اینجا با استفاده از دادههای قطبیسازی تجربی موجود در نوشتهجات
میخ گالوانیزه – Galvanized Nail
این مثال آموزشی به عنوان مقدمهای برای ماژول خوردگی و ارائۀ مدلهای اکسیداسیون فلز و تراکم جریان اکسیژن در سطح یک میخ گالوانیزۀ احاطه شده توسط یک تکه چوب مرطوب -که به عنوان الکترولیت عمل میکند- است. لایۀ محافظ روی میخ کاملاً پوشانده نشده است، به طوری که در نوک میخ سطح آهن زیرین قرار گرفته است. ابتدا هدایت
خوردگی گالوانیک با تغییر شکل الکترود – Galvanic Corrosion with Electrode Deformation
این مدل دوبعدی نحوۀ مدلسازی یک زوج گالوانیک را نشان میدهد که در آن خوردگی آند باعث تغییر شکل هندسه میشود. دادۀ پارامتر مورد استفاده برای آلیاژ منیزیم (AE44) است – یک جفت فولادی ملایم در محلول شورآب (آب نمک).
خوردگی گالوانیک آلیاژ منیزیم در تماس با فولاد – Galvanic Corrosion of a Magnesium Alloy in Contact with Steel
آلیاژهای منیزیم به عنوان مواد سبک در زمینههای مختلف مهندسی جایگزینهای جذابی هستند. با این حال منیزیم نسبتاً غیر اصیل بوده و ممکن است در هنگام استفاده با سایر فلزات، به عنوان مثال هنگام نصب یک جزء آلیاژ منیزیم با استفاده از اتصال دهندههای فولادی، دچار خوردگی گالوانیزه شود. این مثال مدل، یک زوج خوردگی گالوانیک متشکل از یک آلیاژ منیزیم (AZ91D) و فولاد خفیف،
برآورد پارامترهای سینتیک خوردگی – Estimation of Corrosion Kinetics Parameters
این آموزش نحوه استفاده از رابط Optimization را برای انجام برآورد پارامتر سینتیک الکترود بر اساس دادههای قطبیسازی نشان میدهد. یک مدل قطبیسازی الکترود صفربعدی تعریف شده است که عبارات سینتیک را برای انحلال فلز و واکنشهای کاهش اکسیژن جدا میکند. برای اجرای این آموزش شما به ماژول بهینهسازی نیاز دارید.
خوردگی نیکل با تغییر شکل الکترود – Crevice Corrosion of Nickel with Electrode Deformation
این مدل به تشریح اصول اساسی خوردگی شکاف و چگونگی استفاده از یک مطالعه وابسته به زمان برای شبیهسازی تغییر شکل الکترود میپردازد. مدل در دو بعد بوده و دادههای قطبیسازی برای واکنش خوردگی از روی کاغذ توسط Absulsalam و دیگران گرفته شده است. مدل و نتایج مشابه با یک مدل یکبعدی توسط Brackman و دیگران است. این مدل
خوردگی آهن در محلول اسید استیک / سدیم استات – Crevice Corrosion of Iron in an Acetic Acid/Sodium Acetate Solution
محدودیت حمل و نقل انبوه در نواحی نازک اغلب باعث میشود که الکتروشیمی موضعی بین شکاف (دهان) و انتها (نوک) تفاوت چشمگیری داشته باشد و در نتیجه اختلافات در شیمی محلی، ممکن است خوردگی رخ دهد. این مثال خوردگی آهن را در محلول اسید استیک / سدیم استات مدلسازی میکند. این مدل نتایج والتون را بازتولید میکند.
محافظت از خوردگی سکوهای نفتی چندگانه – Corrosion Protection of Multiple Oil Platforms
این مثال تجزیه و تحلیل سیستم حفاظت از خوردگی از مثال سکوی نفتی واحد را با استفاده از مدلسازی تأثیر چندین سیستم عامل نفتی که در یک آرایه قرار گرفته است، گسترش میدهد. استفاده از توزیع فعلی در لبهها، رابط BEM با مدلسازی کلیۀ الکترودها به عنوان استوانه در امتداد لبههای هندسۀ قالب سیم، به طور قابل توجهی اندازۀ مسئله و زمان محاسباتی را کاهش میدهد
محافظت در برابر خوردگی یک سکوی نفتی با استفاده از آندهای قربانی – Corrosion Protection of an Oil Platform Using Sacrificial Anodes
سازههای فلزی غرق در آب دریا میتوانند از طریق خوردگی با محافظت کاتدی در برابر خوردگی محافظت شوند. این محافظت را میتوان با یک جریان خارجی تحت تأثیر یا با استفاده از آندهای قربانی بدست آورد. استفاده از آندهای قربانی اغلب به دلیل سادگی آن ترجیح داده میشود. این مثال توزیع جریان اصلی سیستم محافظت در برابر خوردگی
محافظت کاتدیک فولاد در بتن آرمه – Cathodic Protection of Steel in Reinforced Concrete
این مثال محافظت کاتدی از نوار تقویت کنندۀ فولاد در بتن را مدلسازی میکند. سه واکنش متفاوت الکتروشیمیایی در سطح فولاد در نظر گرفته شده است. شارژ و حمل و نقل اکسیژن در حوزۀ بتن -که در آن هدایت الکترولیت و انتشار اکسیژن به میزان رطوبت بستگی دارد- مدلسازی شده است.
خوردگی دی اکسید کربن در لوله های فولادی – Carbon Dioxide Corrosion in Steel Pipes
دیاکسید کربن موجود در محلول آبی بسیار خورنده بوده و میتواند آسیب قابل توجهی به طرحهای فلزی وارد کند. چنین شرایطی در لولههایی که در انواع مختلف کاربردها به ویژه در صنعت پتروشیمی استفاده میشود بوجود میآید. در این مثال آموزشی، جریانهای آشفتۀ متشکل از دیاکسید کربن و آب، سطح فولاد لولهها را خورده است. خوردگی تحت تأثیر دما و pH است.
خوردگی اتمسفری یک شین اصلی – Atmospheric Corrosion of a Busbar
این مدل با استفاده از یک فلنج مس، یک فلنج آلیاژ آلومینیوم در تماس با یک مهره روی و پیچ و مهره، خوردگی گالوانیک جوی را از یک شین اصلی شبیهسازی میکند. رابط توزیع ثانویه فعلی برای حل پتانسیل الکتریکی در حوزۀ الکترود و جریان توزیع استفاده شده و از رابط شل برای حل پتانسیل الکترولیت در لایه الکترولیت نازک استفاده میشود.
خوردگی اتمسفری – Atmospheric Corrosion
این مدل با استفاده از یک فلنج مس، یک فلنج آلیاژ آلومینیوم در تماس با یک مهره روی و پیچ و مهره، خوردگی گالوانیک جوی را از یک شین اصلی شبیهسازی میکند. رابط توزیع ثانویه فعلی برای حل پتانسیل الکتریکی در حوزۀ الکترود و جریان توزیع استفاده شده و از رابط شل برای حل پتانسیل الکترولیت در لایه الکترولیت نازک استفاده میشود.
اثر مقاومت پوستۀ آند در محافظت کاتدیک – Anode Film Resistance Effect on Cathodic Protection
این مدل نشان میدهد که چگونه میزان خوردگی فولاد در یک سکوی نفتی به دلیل ایجاد پوستۀ مقاومت در آندهای قربانی -که توسط محصولات واکنش ایجاد میشوند- با گذشت زمان افزایش مییابد. این مدل همچنین شامل سینتیک الکترود توزیع جریان ثانویه بر روی ساختار فولادی محافظت شده، تعریف انحلال همزمان فلز و کاهش اکسیژن
طراح حسگر زیستی برای استفادۀ مشتری کامسول در اندروید – Biosensor Designer for Use with COMSOL Client for Android™
COMSOL Client for Android، برنامهای است که در فروشگاه Google Play برای کاربران COMSOL Server available در دسترس قرار گرفته است. این برنامه شامل کارایی و ویژگیهایی است که به طور خاص برای استفاده با رایانههای لوحی و سایر دستگاههای تلفن همراه طراحی شده است. Biosensor Designer در دو طرح مختلف ارائه میشود: