一、 有限元模擬簡介

模擬模擬就是通過理論上的數學建模和計算機求解來模擬各種物理、化學過程,具體包括力學、流體、電磁學、光學、聲學、電化學、半導體等多個領域。而有限元方法則是一種求解偏微分方程的數值計算方法,是目前模擬模擬中廣泛運用的一種方法。通過有限元模擬可以提升文章理論分析深度,提高文章檔次。模擬可到非常直觀,而且非常美觀的物理量分布圖像,把複雜的物理問題形象化,打動審稿人。實驗結果和模擬結果可以相互驗證,理論模擬使得結論更有說服力。一些通過實驗難以獲得的數據或信息,可以通過模擬的方法得到。

二、有限元模型案例

  1. 力學模擬:心血管支架從摺疊到伸展的過程, 計算得到了支架受力後伸展的形狀以及其中的應力分布。

2. 電磁學:亥姆赫茲線圈產生的磁場分布。計算了環形線圈中的電流產生的磁場。結果顯示兩線圈中間部分磁場強度均勻分布。

3. 流體模擬物質在微流體通道中的輸運和擴散。 在電滲流微流體器件中,物質流過為優化的U性管和結構優化的U形管。通過結構優化避免的物質展寬。

4. 流體模擬:噴墨列印中液滴的運動,計算得到了液滴的形狀和速度分布。結果顯示液滴在噴出的過程中尾部形成小液滴。

5. 光學模擬: 光子晶體中的光波導。對於特定頻率的光不能再光子晶體內部傳播。只能沿著光子晶體的缺陷傳播。

6. 光學模擬:光通過狹縫的動態過程。平面光源遇到狹縫,大部分被反射,小部分通過狹縫形成衍射。

三、 高檔文章有限元模型案例

  1. 力學模擬 計算力致發光器件中應力分布

2 .力學模擬 優化鈣鈦礦電池的結構,提高彎折性能。

3. Nature Communications流體模擬 計算微流體通道內流場分布

4 、計算摩擦發電器件中的電勢分布。


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