【培训课程】COMSOL有限元仿真模拟-流体及传质传热专题培训

中科幻彩中科幻彩一科学可视化大师

流体及传质传热仿真专题培训

微流体中液滴的生成

流体冲击下薄板的形变

2021年11月20-21日

北京·中科院物理所

（更多场次请扫描二维码，表单中场次实时更新）

课程概要

流体仿真是一项应用广泛的科研技能。我们能看到目前发表在高档次期刊上的许多文章都在文章中加入了仿真模拟部分，充分发挥仿真模拟的优势能够极大的帮助我们的研究工作。本课程专门针对科研学术领域，专门讲解流体，以及和流体仿真相关的传质、传热、结构力学多物理场仿真，并且专门选取微流体相关领域的热点问题进行讲解，切实解决相关科研领域的仿真问题。课程从入门级内容开始，有无基础的学员均可参加培训。我们为学员提供仿真模拟软件COMSOL Multiphysics软件使用的全面详细讲解，，循序渐进地讲解数值仿真中的模型分析方法，以及建模操作流程，让学员全面掌握整个建模流程。

通过这次培训您将学到以下内容：

CONTENT

1）COMSOL多物理场仿真的基本建模方法；

2）微流控器件中的流场计算；

3）流体中的传质传热及化学反应模拟；

4）流体中的颗粒运动模拟，实现细胞的分离和筛选；

5）多相流，流体亲疏水浸润性行为，液滴行为模拟，Marangoni 效应模拟；

6）固体力学及流体-结构力学耦合模拟。

课程内容详解

●

COMSOL多物理场仿真的基本建模方法

1.1

几何建模方法与技巧

1.2

优化网格划分的

方法与技巧

1.3

结果后处理与

复杂图表绘制

1.4

多物理场耦合的方法与技巧

1.5

通过函数、变量与自定义方程的使用模拟复杂问题

●

微流控器件中的流场计算

2.1

薄片混合器中的流场

●

流体中的传质传热及化学反应模拟

3.1

微流体通道中物质

混合模拟

3.2

化学反应浓度分布模拟

3.3

水的蒸发冷却

●

流体中的颗粒运动模拟，实现细胞的分离和筛选

4.1

通过介电泳分离

不同大小的细胞

●

多相流，流体亲疏水浸润性行为，液滴行为模拟

5.1

相场法模拟液滴撞击超疏水表面

5.2

亲水液面蒸发传热多物理场仿真

5.3

动网格法模拟液滴运动

5.4

T型管利用两种不互溶液体来产生各种大小的微液滴

5.5

电浸润

5.6

马兰格尼效应

*马兰格尼（Marangoni）效应是液体表面张力梯度引起的流体运动，上图为液滴蒸发过程中的马兰格尼效应。

●

固体力学及流体-结构力学耦合模拟

6.1

流体冲击下薄板形变

高档期刊实战案例

COMSOL在多物理场领域有先天优势，涉及电磁领域、流体力学、化学工程、热传递等领域，其中流体仿真是一项重要的科研技能。我们能看到目前发表在高档次期刊上的流体领域文章几乎都加入了仿真模拟来提升研究工作的高度。

Nature communications2013, 4,1826.

使用顺序微结构的流场控制

从各个方面来看，控制流体流动形状都很重要：从工业加工到控制生物分子相互作用。之前控制流体的方法主要集中在产生混沌流以增强混合。在这里，作者应用顺序微结构的方法开发了一种使用流体变换序列，而不是增强混沌。

图仿真模拟计算有微结构的通道中的流场

Nature communications2020, 11, 2190.

虚拟流体通道中的高通量细胞和球体力学

图微流控芯片内部的虚拟流体通道和数值模拟

Nature communications11, 4405 (2020).

可编程皮肤微流体阀系统，用于可穿戴生物流体管理和生物标志物分析

图流量不失真的生物标志物的COMSOL仿真分析

Sci. Adv. 2019;5: eaaw7757

通过印刷工艺提高共轭高分子电荷传输性能

文章从理论上提出了有机高分子溶液在印刷涂布过程中的流动机理，认为流动抑制了一种易溶的螺旋的中间相，导致了这种形貌的转变。

图有机高分子溶液在印刷涂布过程中的流动机理COMSOL模拟

Nature574, 228–232 (2019).

微流体中的自聚集流用于脉冲状输送试剂

通过对扩散、对流和毛细作用的综合考虑，设计了一种独特的微流体结构，来实现试剂溶解但不相互混合的功能。

图微通道中自结合的描述和仿真模拟。

上面列举的案例，只是科研文章中的九牛一毛。COMSOL的强大计算能力，能给出我们实验上理论指导、验证以及分析，为文章发表到Nature、Science等期刊上极大的助力。相信未来COMSOL为电磁领域仿真模拟带来更多成功和惊喜。

课程试听

学员作品

讲师简介

Dr. Li / Dr. Wang

中科幻彩仿真模拟事业部技术总监

中国科学院博士

美国加州大学洛杉矶分校博士后

全国物理奥林匹克竞赛金牌

美国数学建模大赛一等奖（Final Winner）

以第一作者身份著述的多篇论文在众多顶级杂志发表：

《Nature Communications》

《Science Advances》

《Advanced Materials》

《JACS》

……

12年化学/材料/物理/工程/生物仿真模拟经验

300+通过模拟显著提升文章档次的案例

课

程

福

利

凡报名培训的学员将免费获赠COMSOL高级建模指导资料，科研常用有限元模拟案例模型文件及各学科领域计算公式资料文件，课后学员交流群持续讨论学习/专业讲师答疑指导

学员群课后交流讲师随时解答

学员培训感受

课程特色

★特色一：COMSOL可以更好地服务于科研群体。我们课程将从科研实例出发，帮助学员掌握各种技巧和套路，轻松玩转有限元模拟软件。

★特色二：讲师总结八年有限元模拟经验，带领学员快速入门，学会如何从实际问题中提炼出物理模型，建立物理建模思维，掌握仿真模拟的一般方法和通用思路。

★特色三：将化学、物理、生物、材料等领域中典型模型作为实战案例，同时根据学员专业背景进行素材整理，量身定制课程内容，将学以致用发挥到极致。

★特色四：建立专属学员微信群，课前专业助教协助安装软件下载素材包，课后讲师长期群内随时答疑，不定期推送模拟技能提升小视频，帮助学员轻松应对仿真模拟中的常见难题。

★特色五：相当于三日的课时集中安排在两日的早中晚进行授课，课程内容更加丰富，学习节奏更加紧凑。

★特色六：我们承诺：学员一次报名，终身免费复学。无需担忧学不会、学不精，只要你愿意学，幻彩保证奉陪到底。

往期现场

报名通道

时间地点：

2021年11月20-21日北京·北京大学

（更多场次请扫描下方二维码，表单中场次实时更新）

注册费用：

原价：3490元/人

团报价：3190元/人（3人及以上）

报名咨询：15954129386（张老师）

备注：如有专场培训需求，可安排讲师赴贵单位开展专场培训，专场培训价格更优

提供正规发票（包括会议注册表、邀请函等报销材料）、费用包含两日午餐，住宿及其他费用自理

参加过科研模拟·学术仿真专题培训的学员只需1999元即可参加专题培训。

报名方式

扫描下方二维码在线填写报名表，工作人员会在收到报名信息的第一时间电话联系确认相关信息

表单报名如出现异常，请联系助教

Tel: 15954129386（微信同号）

缴费方式

1.银行转账汇款（由济南分公司代收）

收款单位：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司

银行账号：15126701040003321

开户行：中国农业银行股份有限公司济南茶城支行

备注：姓名+单位+场次

2.支付宝转账

企业支付宝账户：zhongkehuancaijn@126.com

请核对户名：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司

3.现场刷卡/现金

培训当天可刷公务卡或现金或微信支付，请扫码填写报名信息以便我们提前为您准备发票等报销手续

常见问题

Q：有限元仿真模拟对我的论文有怎样的帮助，真的能提高文章档次吗？

A：对于一部分的研究领域，例如人工超材料，理论上的模拟计算可以说是必不可少的。而对于更多的研究领域，模拟计算可以作为实验的补充，能进一步验证实验的结论，提高结论的说服力。理论模拟丰富了文章的内容，在工作量上也使文章更充实。另外模拟计算很多时候可以优化实验设计，提高实验效率。

Q：我是零基础学员，两天的时间也能学会吗？

A：我们的培训就是针对零基础学员的。我们的课程一方面讲授模拟软件的使用，更重要的是另一方面讲解科研中的理论建模的思维方法。如何把模拟加入自己的科研工作，提升文章的质量。

Q：什么专业方向都可以做有限元模拟吗？

A：有限元方法是一种一般性的数值计算的方法，用来求解各种偏微分方程，理论上只要是能用偏微分方程描述的物理化学过程都可以都用有限元方法求解。有限元不仅在各个物理学科和工程领域这些传统领域有广泛的应用，而且现在越来越多的运用到交叉学科的研究中，例如柔性传感器件，能源器件，生物工程，微流控等等几乎目前所有的热门研究领域。

Q：每场培训有多少学员呀？不会是那种人山人海的大课吧？

A：为保证教学质量，也为学员营造舒适的学习环境，我们每场培训都会将招生人数限制在30人以内，以保证良好的课堂秩序，同时安排助教协助学员进行软件安装、现场答疑、课堂辅助教学等。

Q：我是慢热型的学生，接受新知识慢，一次学不够怎么办？

A：老学员可以免费复听，一次报名终身免费复学，只要你学不够，我们就一直教下去～

Q：可以开具发票进行报销吗？

A：当然可以！我们将为学员开具正规发票，并可以根据学员报销需求提供培训邀请函、项目明细清单、会议注册表等材料，并在培训当天将发票和报销材料发放给学员。

Q：培训提供食宿吗？

A：我们为学员提供两日培训的午餐，住宿需要学员自费，我们会在报名确认邮件中发送周边酒店信息，方便学员选择和预定。老学员复听不再重复安排午餐和资料，带着身份证现场签到即可。

END

全面提升文章档次

你还需要精致的配图来助攻

一步到位解决各种配图问题

「基础操作+案例实战+经验传授」

具体课程介绍请戳图片链接

科学动画制作

想象一下

如果以后刷文献就像刷短视频一样

只需要一分钟甚至更短的时间

读者就能看完顶级学术大佬最新成果

想必看文献也将变成一件有趣的工作

因为科学成果的表达有更高效更直接的载体

——科学动画

以上动画制作来自中科幻彩

继封面之后

科学动画正逐渐成为学术圈大佬们的新宠

因为它的用途实在是太广泛

附加值可谓相当高

新闻媒体报道宣传

中国科学院院士、中科院物理研究所研究员高鸿钧团队在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠，其成果发表在了国际顶级杂志Science上。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

科学技术部高技术研究发展中心发布了“2019年度中国科学十大进展”。中国科学院物理研究所柳延辉研究组「基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃」的科研成果由中科幻彩为其制作了相关科学原理动画以及展示效果图，并在新闻联播播出。

中科幻彩制作，新闻联播播出

中国科学院国家空间科学中心对中国科学院空间科学战略性先导科技专项中部署的3颗卫星最新重大科学成果进行了集中发布。中科幻彩有幸为其成果设计制作了演示视频动画，该动画在央视新闻频道播出。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

助力顶级学术成果的展示

复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室教授聂志鸿团队在纳米“人造分子”制备领域取得重大突破，发表于国际顶尖学术期刊Science杂志。中科幻彩有幸为其成果设计制作了原理视频动画和艺术呈现图。

中科幻彩制作，发表在Science杂志

Nature杂志在线发表了普林斯顿大学和北京大学团队在在量子拓扑物质研究领域的最新进展，中科幻彩有幸为其成果设计制作了原理视频动画和艺术呈现图。

中科幻彩制作，发表在Nature杂志

暨南大学李丹教授团队报道了一种具有嵌入分子口袋的MOF材料，在基本不同的压力下向丙烯和丙烷开放，提出了下一代筛分材料设计，在吸附分离中有巨大的潜在应用。相关研究工作发表在国际顶级期刊Nature上，中科幻彩为其成果设计制作了科学原理演示视频动画。

中科幻彩制作，发表在Nature杂志

国际著名期刊Nature Astronomy在线发表了慧眼（HXMT）卫星最新观测结果：在高于200千电子伏特(keV)的能段发现了黑洞双星系统的低频准周期振荡，中科幻彩为其成果设计制作了演示视频动画、艺术呈现图以及文章插图，该动画在央视新闻频道播出。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

抽象科学原理的展示

中国科学院院士刘云圻利用化学气相沉积法合成氮掺杂石墨烯并对其电学性质进行了研究，发现氮掺杂可以有效地影响石墨烯的电学性质，极大地推动了石墨烯的研究与应用。

中科幻彩制作，北京卫视播出

新南威尔士大学华裔女科学家郝晓静，2020年荣获澳洲总理科学奖。中科幻彩受其委托为郝晓静老师制作了个人科研成果展示动画，郝晓静团队在过去的十年中致力于研发新型薄膜电池，创造了四次太阳能电池效率世界纪录，已成为全球太阳能薄膜电池科研的先行者，中科幻彩助力科学家科学成果的可视化展示和推广。

中科幻彩制作

北京航空航天大学张广军院士团队研制了列车运行状况正线动态测试站三类系列测试设备，填补国内空白，主要性能指标达到或超过国外主流产品，满足了我国铁路运输的迫切需求。

中科幻彩制作

阅尔基因(NuProbe Global)团队率先开发了一种独特且新颖的基于PCR的富集方法——阻断剂置换扩增(BDA)。BDA技术可在野生型DNA背景下选择性扩增低丰度序列变异(SNV和indels)。中科幻彩受阅尔基因公司委托为该项技术制作了科学原理演示动画，助力企业的核心技术展示和推广。