کامسول

جریان صوتی در یک سطح مقطع میکروکانال – Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section

پیشرفت‌های اخیر در ساخت سیستم‌های میکروسیالی نیاز به دست زدن به سلول‌های زنده و سایر ذرات میکرو و همچنین ترکیب دارد. به عنوان مثال، همۀ این موارد را می‌توان با استفاده از نیروهای تابش صوتی و کشش چسبناک از جریان سیال بدست آورد.

کامسول

پمپ توربومولکولی – Turbomolecular Pump

رابط جریان مولکولی آزاد، موجود در ماژول جریان مولکولی، ابزاری کارآمد برای مدل‌سازی گازهای بسیار کمیاب بوده که مولکول‌های گازی بسیار سریع‌تر از هر موجود هندسی در دامنه حرکت می‌کنند. برای پمپ‌های توربومولکولی، که در آن پره‌ها با سرعتی قابل مقایسه با سرعت حرارتی مولکول‌های گازی حرکت می‌کنند، یک رویکرد مونت کارلو لازم است.

کامسول

ترموفورز – Thermophoresis

هنگامی که یک شیب دما در یک گاز وجود داشته باشد، ذرات معلق تمایل دارند از مناطقی با درجه حرارت بالا به پایین منتقل شوند. نیرویی که این اثر را ایجاد می‌کند، نیروی ترموفورزی نامیده می‌شود. مولکول‌های گازی که با ذره‌ای از سمت گرم برخورد می‌کنند دارای سرعت بالاتری نسبت به سمت سرد هستند که این امر منجر به ایجاد نیروی خالص به سمت مناطق سرد می‌شود. این اثر می‌تواند برای ایجاد رسوب گرمای حرارتی مورد استفاده قرار گیرد که می‌تواند ذرات نامطلوب را از یک گاز خوراک فیلتر کند. همچنین می‌توان از آن در رسوب شیمیایی بخار استفاده کرد و مانع از ورود آلاینده‌های ذرات بر روی سطح یک گیرنده شد. این مدل اندازۀ یک منطقۀ عاری از ذرات را در بالای یک سوسکتور گرم برای شیب‌های مختلف دما شبیه‌سازی می کند.

کامسول

انتشار ترمیونی در یک دیود مسطح – Thermionic Emission in a Planar Diode

هنگامی که الکترون‌ها از یک کاتد گرم‌شده در یک دیود خلاء صفحه‌موازی ساطع می‌شوند، به تراکم بار فضا در دیود کمک کرده که به نوبۀ خود بر توزیع پتانسیل الکتریکی تأثیر می‌گذارد. اگر اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند به اندازۀ کافی بزرگ نباشد، حداقل پتانسیل بین آن‌ها شکل گرفته و الکترون‌ها انرژی کافی را به سمت کاتد دفع می‌کنند. گفته می‌شود که چنین دیودی در رژیم محدود فضایی کار می‌کند.

کامسول

ریزکاو یونی حساس با وضوح بالا – Sensitive High-Resolution Ion Microprobe

در این آموزش از ویژگی Particle Beam برای بررسی عملکرد طیف‌سنج با دقت بالا استفاده شده است. پرتو یونی در معرض نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار دارد و فقط بخشی از پرتو ورودی به آشکارساز منتقل می‌شود. از ویژگی Particle Counter برای محاسبۀ احتمال انتقال و تجسم مسیر ظاهری پرتو منتقل شده استفاده می‌شود.

کامسول

کهکشان چرخشی – Rotating Galaxy

این مدل آموزش نحوۀ اضافه کردن نیروهای برهم‌کنشی ذره و ذرات سفارشی را نشان می‌دهد. در این مثال نیروی گرانشی بین 2500 ستاره در یک کهکشان مدل‌سازی می‌شود. کهکشان در ابتدا به عنوان یک بدنۀ سفت و سخت چرخش کرده، سپس به دلیل نیروهای گرانشی شروع به تغییر شکل می‌دهد.

کامسول

جاذبRössler Attractor – Rössler

جاذب Rössler دستگاهی از سه معادلۀ دیفرانسیل غیرخطی و معمولی است. جاذب Rössler از نظر ماهیتی مشابه جاذب Lorenz است. معادلات غیرخطی را می‌توان در کامسول با استفادۀ راحت از فرمول Massless موجود در رابط ردیابی ذرات ریاضی حل کرد.

کامسول

پرتو الکترونی واگرای نسبیتی – Relativistic Diverging Electron Beam

هنگام مدل‌سازی انتشار پرتوهای ذره‌ای باردار در جریان زیاد و سرعت‌های نسبیتی، شارژ فضا و جریان پرتو نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قابل توجهی ایجاد می‌کنند که تمایل به گسترش و تمرکز پرتو دارند.

کامسول

جداسازی گلبول‌های قرمز – Red Blood Cell Separation

دی‌الکتروفوروز (DEP) هنگامی اتفاق می‌افتد که نیرویی بر روی یک ذرۀ دی‌الکتریک اعمال شود؛ زیرا این ماده در معرض میدان الکتریکی غیر یکنواخت قرار دارد. DEP کاربردهای بسیاری در زمینه دستگاه‌های پزشکی دارد که برای حسگرهای زیستی، تشخیصی، دستکاری ذرات و تصفیه (مرتب‌سازی)، مونتاژ ذرات و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کامسول

پمپ توربومولکولی شبه دوبعدی – Quasi-2D Turbomolecular Pump

اگر شعاع متوسط پره‌ها از فاصلۀ بین آن‌ها زیادتر باشد، می‌توان شبیه‌سازی جریان مونت کارلو را در پمپ توربومولکولی ساده کرد. در این شرایط، تیغه‌های چرخان پمپ را می‌توان به عنوان یک ردیف نامحدود تیغه‌هایی که دارای تنها سرعت انتقال هستند، تقریب زد.

کامسول

طیف‌سنج جرمی چهارگانه – Quadrupole Mass Spectrometer

مؤلفۀ اصلی طیف‌سنج جرمی چهارگانه، فیلتر جرمی است که برای فیلترکردن یون‌های با بار متفاوت نسبت به جرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلتر جرمی چهارگانه در طی سال‌ها به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. Ref. 1 و فیزیک و طراحی بهینه به خوبی درک شده‌اند. در طیف‌سنج جرمی چهارگانۀ واقعی، میدان‌های حاشیه‌ای در ورودی و خروجی فیلتر جرمی وجود دارد. این میدان‌های حاشیه‌ای می‌توانند نقش مهمی در تعیین احتمال انتقال یک یون خاص از طریق فیلتر جرمی را ایفا کنند. این مدل مسیرهای یون را در یک طیف‌سنج جرمی چهارگانه محاسبه می‌کند، از جمله اثرات میدان‌های حاشیه‌ای. در این مدل از رابط‌های الکتروستاتیک، جریان‌های الکتریکی و ردیابی ذرات بار استفاده می‌شود.

کامسول

فیلتر جرمی چهارگانه – Quadrupole Mass Filter

فیلتر جرمی چهارگانه (QMF) یک عنصر اصلی طیف‌سنج جرمی مدرن است. QMF از میدان‌های الکتریکی جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) برای تحلیل یون‌های مثبت یا منفی بر حسب نسبت جرم به بار استفاده می‌کند. QMF شامل 4 میلۀ موازی است که به طور مساوی با هم فاصله دارند، نسبت شعاع میله به شعاع دایرۀ محیطی 1.148 است. جفت میله‌های مخالف به صورت برقی متصل هستند. قطر میله‌های معمولی بین 5 تا 12 میلی‌متر و طول میله بین 100 تا 200 میلی‌متر است. فرکانس جزء AC میدان الکتریکی به طور معمول در محدوده 1 تا 10 مگاهرتز است. این مدل هم به ماژول ردیابی ذرات و هم به ماژول AC / DC احتیاج دارد.

کامسول

فرسایش لوله به دلیل ذرات آلوده – Pipe Erosion due to Contaminant Particles

رابط ردیابی ذرات برای جریان سیال برای محاسبۀ فرسایش خم لوله استفاده می‌شود. مقدار مواد از دست رفته با استفاده از مدل‌های فرسایشی مختلف محاسبه می‌شود.

کامسول

مسیر ذرات در یک هم‌زن ایستای لایه‌ای – Particle Trajectories in a Laminar Static Mixer

در هم‌زن‌های ایستا که به هم‌زن‌های بی‌حرکت یا درون‌خطی نیز نامیده می‌شوند، یک مایع از طریق لوله‌ای که حاوی تیغه‌های ثابت است پمپ می‌شود. این روش ترکیب مخصوصاً برای ترکیب‌کردن جریان لایه‌ای مناسب است؛ زیرا در این رژیم جریان فقط تلفات فشار کمی ایجاد می‌کند. این مثال جریان را در هم‌زن ایستا با تیغۀ پیچیده بررسی می‌کند. این برنامه عملکرد ترکیب را با محاسبۀ مسیر ذرات معلق از میان هم‌زن ارزیابی می‌کند. این مدل از جریان لایه‌ای و ردیابی ذرات برای رابط‌های جریان سیال استفاده می‌کند.

حرکت پروتون‌های به دام افتاده در میدان مغناطیسی زمین – Motion of Trapped Protons in Earth’s Magnetic Field

این مدل مسیر پروتون‌های غیرنسبیتی در میدان مغناطیسی زمین را نشان می‌دهد.

کامسول

جریان مولکولی از طریق یک خم Molecular Flow Through an S-Bend – S

این مدل با استفاده از هر دو روش ضریب زاویه‌ای موجود در رابط جریان مولکولی آزاد و روش مونت کارلو با استفاده از رابط ردیابی ذرات ریاضی، احتمال انتقال را از طریق یک هندسه خمشی s محاسبه می‌کند. احتمال انتقال محاسبه شده توسط دو روش با اختلاف كمتر از اختلاف 1٪ مطابقت دارد. این مدل به ماژول ردیابی ذرات نیاز دارد.

کامسول

جریان مولکولی از طریق یک جفت‌کننده Molecular Flow Through an RF Coupler – RF

این مدل با استفاده از دو روش ضریب زاویه‌ای موجود در رابط مولکولی آزاد و یک روش مونت کارلو با استفاده از رابط ردیابی ذرات ریاضی، احتمال انتقال را از طریق یک جفت‌کنندۀ RF محاسبه می‌کند. احتمال انتقال محاسبه شده توسط دو روش مشخص شده با اختلاف كمتر از اختلاف 1٪ مطابقت دارد. این مدل به ماژول ردیابی ذرات نیاز دارد.

کامسول فارسی

لنز مغناطیسی – Magnetic Lens

میکروسکوپ الکترونی روبشی با اسکن یک هدف به وسیلۀ پرتوهای پرانرژی الکترون، از تصاویر نمونه می‌گیرد. برهمکنش‌های الکترونی بعدی، سیگنال‌هایی مانند الکترون‌های ثانویه و پراکندۀ پس‌رو را تولید کرده که حاوی اطلاعاتی در مورد نقشه‌برداری سطح نمونه هستند. از لنزهای الکترومغناطیسی برای تمرکز این پرتو الکترونی به نقطه‌ای با عرض 10 نانومتر بر روی سطح نمونه استفاده می‌شود.

کامسول فارسی

طراح هم‌زن ذرات ایستای لایه‌ای – Laminar Static Particle Mixer Designer

در هم‌زن‌های ایستا، یک مایع از طریق لوله‌ای که حاوی تیغه‌های هم‌زن ثابت است، پمپ می‌شود. این روش ترکیب برای مخلوط کردن جریان چندلایه به خوبی مناسب است، زیرا در این رژیم جریان فقط تلفات فشار کمی ایجاد می‌کند. هنگامی که یک مایع از طریق کانال پمپ می‌شود، جهت‌های متناوب پره‌های مقطعی، مایع را با عبور از طول کانال مخلوط می‌کند. روش ترکیب ایستا امکان کنترل دقیق بر میزان ترکیب موجود در طول فرآیند را فراهم می‌آورد. با این حال، عملکرد هم‌زن بسته به هندسۀ آن می‌تواند بسیار متفاوت باشد.

کامسول فارسی

معیار محدوده یونی – Ion Range Benchmark

مدل معیار محدوده یونی، عبور پروتون‌های پرانرژی از طریق سیلیکون با تلفات یونیزاسیون و پراکندگی هسته‌ای را شبیه‌سازی می‌کند. انرژی اولیۀ پروتون‌ها با استفاده از جابجایی پارامتری از 1 کیلو ولت تا 100 مگاوات متغیر است.

کامسول فارسی

قیف یونی – Ion Funnel

قیف یونی الکترودینامیکی وسیله‌ای کارآمد برای انتقال یون‌ها از مناطقی با فشار زیاد به خلاء بالا فراهم می‌کند. قیف یونی می‌تواند دستگاه‌هایی را که عموماً با فشارهایی از مرتبۀ بزرگی مختلف کار می‌کنند، از جمله طیف‌سنج‌های حرکتی یونی و طیف‌سنج‌های جرمی، به هم جفت کرده و اجازه می‌دهد تا مخلوطی از گازهای یونیزه شده از هم جدا شده و در عین حال به حداقل برسند.

کامسول فارسی

معیار سرعت سوق یونی – Ion Drift Velocity Benchmark

سرعت رانش Ar+ با استفاده از یک شبیه‌سازی مونت کارلو محاسبه شده که در آن برخورد الاستیک یون‌های آرگون با نوسانات محیط به صراحت مدل‌سازی می‌شود. این مدل از داده‌های سطح مقطع برخورد انرژی وابسته به انرژی حاصل از آزمایش استفاده می‌کند.

کامسول فارسی

حرکت یونی سیکلوترون – Ion Cyclotron Motion

این مدل مسیر یونی را در یک میدان مغناطیسی یکنواخت با استفاده از فرمول های نیوتن، لاگرانژ و هامیلتونی موجود در رابط ردیابی ذرات ریاضی محاسبه می‌کند.

کامسول فارسی

ردای ایده‌آل – Ideal Cloak

این مدل استفاده از ردیابی نوری را برای مطالعۀ ساختارهای شاخص شیب نوری بزرگ با خصوصیات نوری ناهمسانگرد نشان می‌دهد. علاوه بر این، مدل یک روش صاف‌کننده را برای دستیابی به ناپیوستگی ضریب شکست در سطوح منحنی -که در دستگاه‌های نوری مرسوم مانند لنزها معمولی است- معرفی می‌کند.

کامسول فارسی

واگرایی پرتو الكترون به علت خودپتانسيل – Electron Beam Diverging Due to Self Potential

هنگام مدل‌سازی انتشار پرتوهای ذرۀ باردار در جریان‌های زیاد، نیروی بار فضایی ایجاد شده توسط پرتو به طور قابل توجهی مسیر ذرات بار را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آشفتگی این مسیرها به نوبۀ خود بر توزیع بار فضایی تأثیر می‌گذارد.

کامسول فارسی

لنز منفرد – Einzel Lens

لنز منفرد، وسیله‌ای الکتروستاتیکی است که برای تمرکز پرتوهای ذرۀ باردار مورد استفاده قرار می‌گیرد. ممکن است در لوله‌های پرتو کاتدی، آزمایش‌های پرتو یونی و پرتوهای الکترونی و سیستم‌های پیشران یونی مشاهده شود.

کامسول فارسی

پراکندگی ذرات سنگین در یک جریان کانال آشفته – Dispersion of Heavy Particles in a Turbulent Channel Flow

در این مدل معیار، ذرات جامد در یک جریان کانال کاملاً توسعه یافتۀ آشفته آزاد می‌شوند. ذرات تحت فشار کششی قرار دارند که شامل سهم ناشی از تلاطم سیال بوده که با استفاده از یک مدل پیوستۀ تصادفی پیوسته (CRW) اجرا می‌شود. از آنجا که تلاطم در کانال ناهمسانگرد است، ذرات با بی تحرکی قابل توجهی تمایل به خوشه شدن در نزدیکی دیوارۀ کانال دارند، در حالی که ذرات بسیار کوچک به طور یکنواخت در کل مقطع کانال توزیع می‌شوند.

کامسول فارسی

معیار قانون کودک – Child’s Law Benchmark

انتشار محدود بار فضایی پدیده‌ای است که جریان ذرات شارژشده را که می‌توانند از یک سطح آزاد شوند، محدود می‌کند. با افزایش جریان الکترونی که توسط یک کاتد افزایش می‌یابد، بزرگی چگالی بار در مجاورت فوری کاتد نیز افزایش پیدا می‌کند. این توزیع چگالی بار، نیروی الکتریکی را روی الکترون‌های ساطع‌شده، به سمت کاتد هدایت می‌کند. جریان محدود بار فضایی حداکثر جریانی است که می‌تواند آزاد شود، به گونه‌ای که ذرات ساطع‌شده به سمت کاتد دفع نمی‌شوند.

کامسول فارسی

شبیه‌ساز سلولی تبادل شارژ – Charge Exchange Cell Simulator

یک واحد تبادل شارژ از ناحیه‌ای از گاز با فشار زیاد در داخل محفظۀ خلاء تشکیل شده است. هنگامی که پرتوی یونی با گاز با چگالی بالاتر تداخل می‌کند، یون‌ها با گاز واکنش نشان داده و ذرات خنثی انرژی ایجاد می‌کنند. این احتمال وجود دارد که فقط بخشی از یون‌های پرتوی واکنش‌های تبادل شارژ را متحمل شوند. بنابراین، برای خنثی کردن پرتو، یک جفت صفحات شارژ شده در خارج از سلول قرار می‌گیرند. از این طریق می‌توان یک منبع خنثی پر انرژی تولید نمود.

کامسول فارسی

حرکت براونی – Brownian Motion

حمل و نقلی که در طبیعت کاملاً پراکنده است، می‌تواند با استفاده از یک نیروی براونی مدل‌سازی شود. این مدل نحوۀ افزودن چنین نیرویی را در رابط فیزیک جریان ذرات برای جریان سیال نشان می‌دهد. انتشار ذرات در یک مایع با معادلۀ انتشار و ردیابی ذرات برای رابط جریان سیال مدل‌سازی شده و نتایج با یکدیگر مقایسه می‌شوند.

کامسول فارسی

جریان صوتی در یک سطح مقطع میکروکانال – Acoustic Streaming in a Microchannel Cross Section

پیشرفت‌های اخیر در ساخت سیستم‌های میکروسیالی نیاز به دست زدن به سلول‌های زنده و سایر ذرات میکرو و همچنین ترکیب دارد. به عنوان مثال، همۀ این موارد را می‌توان با استفاده از نیروهای تابش صوتی و کشش چسبناک از جریان سیال بدست آورد.

کامسول فارسی

بالابر صوتی – Acoustic Levitator

بالابر موج ایستادۀ فراصوتی، که همچنین به عنوان لویتیتور صوتی (acoustic levitator) نیز نامیده می‌شود، وسیله‌ای است که برای تخلیۀ مایعات و ذرات جامد در یک میدان صوتی استفاده می‌شود. امواج صوتی ایستاده نیروی تابش آکوستیک را بر روی ذرات اعمال می‌کنند. نیرو یک اثر مرتبه دوم بوده و از ترکیبی از فشار متوسط ​​زمان و اثر متقابل اینرسی بین ذرات و میدان آکوستیک ناشی می‌شود. با بارگذاری ذره می‌توان به عنوان مثال، سینتیک خشک‌کردن آن را در شرایط مختلف خارجی به عنوان دما و رطوبت مطالعه کرد. همچنین از بالابر برای مطالعۀ فرایندهای احتراق، تشکیل ذرات یخ و لکه‌های برفی استفاده شده است، و همچنین به عنوان یک قیچی آکوستیک در میکروگرانش، به عنوان مثال در مأموریت‌های فضایی استفاده می‌شود. این مدلی از هندسۀ یک بالابر صوتی دوبعدی ساده است که در یک فرکانس ثابت رانده شده است. ذرات الاستیک کوچک به طور یکنواخت در میدان آکوستیک ایستاده آزاد شده و وقتی تحت تأثیر نیروی تابش آکوستیک، کشش چسبناک و گرانش قرار بگیرند، مسیر آن‌ها مشخص می‌شود. در این مدل از رابط‌های آکوستیک فشار، فرکانس دامنه و ردیابی ذرات برای رابط‌های جریان سیال استفاده شده است.

عملکرد توزیع انرژی یون

یکی از کمیته های مورد علاقه بعد از حل یک مدل پلاسما خود سازگار ، عملکرد توزیع انرژی یون (IEDF) است.

عملکرد توزیع انرژی یون CCP Ion Energy Distribution Function – CCP

این مدل عملکرد توزیع انرژی یون (IEDF) را برای یک راکتور پلاسما با خازن تجاری محاسبه می‌کند.

پروژه آماده کامسول comsol

ترموفورز – Thermophoresis

هنگامی که یک شیب دما در یک گاز وجود داشته باشد، ذرات معلق تمایل دارند از مناطقی با درجه حرارت بالا به پایین منتقل شوند.

نرم افزار کامسول comsol

ردیابی ذرات در میکروهم‌زن – Particle Tracing in a Micromixer

میکروهم‌زن‌ها بسته به میزان مخلوط‌کردن مورد نیاز و مقیاس طول، می‌توانند ثابت یا پویا باشند. برای هم‌زن‌های ایستا، عدد رینولدز باید زیاد باشد تا القای اختلال در اختلاط شود.

نرم افزار کامسول comsol

خنثی‌سازی پرتو پروتون از طریق یک سلول شارژ تبادل – Neutralization of a Proton Beam through a Charge Exchange Cell

سلول‌های گازی در طراحی ابزارهای علمی کاربردهای مختلفی دارند. از یک سلول گازی برای تعریف ناحیۀ فشار قوی در سیستم خلاء ابزار اصلی استفاده می‌شود.

نرم افزار کامسول comsol

جریان مولکولی از طریق یک خم Molecular Flow Through an S-Bend – S

این مدل با استفاده از هر دو روش ضریب زاویه‌ای موجود در رابط جریان مولکولی آزاد و روش مونت کارلو با استفاده از رابط ردیابی ذرات ریاضی، احتمال انتقال را از طریق یک هندسه خمشی s محاسبه می‌کند.

نرم افزار کامسول comsol

جریان مولکولی از طریق یک جفت‌کننده Molecular Flow Through an RF Coupler – RF

این مدل با استفاده از دو روش ضریب زاویه‌ای موجود در رابط مولکولی آزاد و یک روش مونت کارلو با استفاده از رابط ردیابی ذرات ریاضی، احتمال انتقال را از طریق یک جفت‌کنندۀ RF محاسبه می‌کند.

نرم افزار کامسول comsol

معیار تابش پراکنده-منظم مخلوط – Mixed Diffuse-Specular Radiation Benchmark

این مدل چگونگی استفاده از رابط ردیابی ذرات ریاضی را برای شبیه‌سازی انعکاس پراکنده-منظم مخلوط بین سطوح در یک محوطه نشان می‌دهد. این مدل در دو بخش از هم تفکیک شده است.

نرم افزار comsol

پراکندگی ذرات سنگین در یک جریان کانال آشفته – Dispersion of Heavy Particles in a Turbulent Channel Flow

در این مدل معیار، ذرات جامد در یک جریان کانال کاملاً توسعه یافتۀ آشفته آزاد می‌شوند. ذرات تحت فشار کششی قرار دارند که شامل سهم ناشی از تلاطم سیال بوده که با استفاده از یک مدل پیوستۀ تصادفی پیوسته (CRW) اجرا می‌شود.

شبیه‌ساز سلولی تبادل شارژ – Charge Exchange Cell Simulator

یک واحد تبادل شارژ از ناحیه‌ای از گاز با فشار زیاد در داخل محفظۀ خلاء تشکیل شده است. هنگامی که پرتوی یونی با گاز با چگالی بالاتر تداخل می‌کند، یون‌ها با گاز واکنش نشان داده و ذرات خنثی انرژی ایجاد می‌کنند. این احتمال وجود دارد که فقط بخشی از یون‌های پرتوی واکنش‌های تبادل شارژ را متحمل شوند. بنابراین، برای خنثی کردن پرتو، یک جفت صفحات شارژ شده در خارج از سلول قرار می‌گیرند. از این طریق می‌توان یک منبع خنثی پر انرژی تولید نمود.