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2020年度COMSOL用户年会由COMSOL 中国主办，于2020年11月12日8:30开始，连续两天，授权蔻享学术进行网络直播。
11月12日
多物理场仿真在电力设备中的应用
电力工业为国民经济提供基本动力，而当今高速的工业化发展对电力系统以及输配电设备的性能提出了更高的要求。各类电力设备在运行中常会涉及电气、机械、传热、流体流动等多种物理现象之间的相互耦合，例如感应加热、电磁力、直流放电、振动噪音等。在此次专题讨论中，来自电力领域的专家们将共同探讨如何使用多物理场仿真技术分析和解决电力设备中的问题、开发新型电力技术。![]()
博士毕业于重庆大学电气工程专业。现任云南电网有限责任公司电力科学研究院仿真计算专业技术带头人，主要从事电气设备多物理场耦合计算研究。主持和参与开展了国家重点研发专项、南方电网重点科技项目、云南电网科技项目12项，在各类学术期刊及会议上发表论文60篇，申请专利84项。先后获得云南省、中国电力企业联合会、中国南方电网等各种奖项44项。
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现就职于平高集团有限公司技术中心。主持和参与多项国家和省部级重大研发项目。主要研究领域包括：高压开关多物理场仿真、直流气体绝缘装备、系列GIL设备研发、开关装备标准化技术等。获得省部级奖励2项，发表SCI/EI论文10余篇，授权发明专利23项。
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硕士毕业于哈尔滨理工大学高电压与绝缘技术专业。主要从事动车组25kV高压系统产品开发与研究，涉及产品包括动车组用高压终端、高压连接器、高压电器箱等。本场小型课程将全面介绍多物理场建模各个步骤的常用技巧，内容包括基本操作、几何建模、网格剖分、求解器、后处理等，以及如何提高模型的可求解性。这个小型课程将着重介绍接触分析，特别是5.6版本的新功能。您将快速了解如何在不同的结构力学界面中设置接触问题，包括合理地设置边界条件和求解器。同时，我们还将就几何非线性、框架概念进行简要概述。最后，将介绍结构力学产品中的新增功能。在本次小型课程中，我们将带您了解在COMSOL软件中使用的网格生成技术，以及在5.6版本中的新功能。我们将向您介绍网格划分的基本概念，例如，如何调整非结构化网格的网格参数，以及如何创建结构化网格和为特定的物理场（如流体流动）创建专门的网格。您还将学习如何将网格的重要属性可视化。在仿真建模过程中，有时候需要借助自定义函数来描述特殊的激励、材料属性以及多物理场之间的耦合关系等。本课程将介绍如何在COMSOL®软件中自定义函数，包括插值，解析，脉冲，以及外部函数等，并讲解如何将这些自定义函数用于建模，实现特定材料、激励和物理场耦合关系的定义。在这个小型课程中，您将了解到创建几何的工具。内容包括：5.6版本的新功能展示；如何高效创建参数化几何；如何利用尺寸和约束开展工作；如何从三维实体生成二维截面。本场小型课程将介绍如何使用RF模块和波动光学模块模拟高频电磁场，包括COMSOL 5.6版本中最重要的更新，以及RF、太赫兹波、光学等相关多物理场分析的应用领域。在这个小型课程中，你将了解有关本构模型和非线性材料结构分析的最新功能。此外，还将介绍复合材料模块中分层材料建模的增强功能。这个小型课程将会介绍AC/DC模块的低频电磁建模功能，特别是5.6版本的新功能。我们将重点介绍麦克斯韦方程公式对应的软件接口，以及该模块涵盖的应用领域。在这个小型课程中，我们将讨论流体流动相关模块的新功能。内容涵盖层流、湍流、多相流、非牛顿流，以及相关的多物理场和CFD新功能。您将了解新增的浅水方程，以及可压缩混合物模型等物理场接口。我们还在入口和出口条件新增了总压条件，这很适合泵和风扇仿真，以及基于几何的湍流长度因子用于湍流的入口条件。此外，在5.6版本中还新增了非牛顿流体、热效应，非线性壁滑移等特征。本小型课程中，您将了解到5.6版本中声学相关的新功能，包括用于对大型、小型系统中的非线性效应进行建模的功能，用于弹性波建模的端口功能，以及连接到外部集总模型的端口功能。此外，我们还将讨论对微型声学设备进行有效建模（包括热黏性效应）至关重要的功能。另外，还将介绍如何解决大型声学模型，也就是包含许多波长的模型。对此，将讨论射线声学，时间显式间断伽辽金方法和边界元方法。本场技术交流环节主要集中在高频电磁场建模，包括RF、波动光学、射线光学模块，与COMSOL工程师一起探讨有关RF器件、天线、滤波器、波导、光纤、镜头等相关的应用。结构力学分析往往与其他多物理场应用集成在一起，例如：流固耦合 (FSI) ，声-结构相互作用，还有热应力等。欢迎您参与此技术交流，一起探讨各种结构分析问题、了解如何在COMSOL®软件中使用材料模型，以及更好地应用到自己的多物理场中的方法。欢迎您加入本场技术交流，我们将探讨低频电磁场建模中涉及的各种问题，包括电容、电感、变压器、无线充电、EMC等应用，以及相关的多物理场耦合现象，比如传热、结构力学、声学，等等。参与此技术交流与COMSOL工程师一起讨论如何使用COMSOL Multiphysics®进行流体流动建模，您可以提出关于建模技巧、合理的模型选择，以及软件中设置等方面的问题，了解如何更好地实现您的仿真需求。欢迎您参加本场技术交流，在此环节中与COMSOL工程师一起讨论声学领域的话题，包括扬声器、麦克风、助听器、汽车座舱内部、气动声学、建模声学等各种声学应用。
11月13日
电池与燃料电池设计中的多物理场仿真
锂电池和燃料电池是新能源应用中的重要储电和供电装置，其核心都是电化学反应的应用。锂电池以其能量比高、自放电率极低、使用寿命长等优点得到了广泛应用；燃料电池可以把燃料具有的化学能直接转化为电能，是一种极具潜力的能源动力装置。电池在工作过程中往往会受到热、力等因素的影响，通过多物理场建模，我们可以对他们的性能进行预测，包括SOC曲线、内阻、极化、老化等，进而实现产品的优化设计。此次专题讨论中，来自电池领域的专家们将共同探讨如何使用多物理场仿真技术分析和解决电池工作中的各类问题，实现电池的设计优化。![]()
博士毕业于山东大学，现任中航锂电仿真技术研究所负责人。负责公司电芯/模组/电池包仿真体系搭建、技术研究、型号开发仿真任务承接。擅长基于COMSOL Multiphysics®的电芯模型建立和基于MATLAB®, LabVIEW的程序开发，并通过编程进行电芯模型调用实现建模和仿真任务的自动化实现。目前主持江苏省自然科学基金项目《有限元仿真技术在锂离子动力电池开发中的应用研究》和常州市领军型人才项目《锂离子动力电池寿命预测技术研究及应用》。
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博士毕业于北京科技大学。现任蜂巢能源科技有限公司锂离子电池仿真与机理分析团队负责人。从业近10年，实现了将电化学-热耦合的有限元模型作为理论基础，通过仿真计算与电池设计、机理分析、测试验证相结合，达到缩短研发周期、节省测试成本约20%。带领仿真团队开展的仿真工作包括：电芯持续充放电性能预测、脉冲性能预测、内阻及产热分解、电流密度及电势分布计算、充电策略优化、电芯热稳定性预测等。
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硕士毕业于北京科技大学化学专业。主要从事质子交换膜燃料电池电堆开发；燃料电池电化学仿真能力建设；一、三维电化学仿真评价及优化燃料电池MEA结构和双极板流道结构设计；双极板全尺寸CFD流体仿真，优化双极板整板结构设计；歧管压降仿真分析、整堆均一性分析等。本课程将介绍构建线性或非线性偏微分方程（组）模型的各种技巧，以及如何在模型中增加常微分方程和代数方程。本次小形课程将讨论COMSOL中用于生成轻量化和高效化设计的形状和拓扑优化功能。其中，形状优化可以使用优化模块对CAD零件进行参数化或自由变形，只需使用几个控制变量就可以快速地提出改进的设计。拓扑优化通过允许建模域中材料分布的自由变化来实现全新的设计。在这个小型课程中，您将了解5.6版本中化学反应工程、电化学、电镀、腐蚀，以及电池与燃料电池等模块的新功能。本小型课程中，您将学习如何使用COMSOL软件中的 “App开发器” 来创建具有专用的用户界面的仿真App，可供非专业人员从建模仿真中受益。我们还将介绍可用于在企业和客户中推广仿真App的不同部署方法。您将学习如何使用COMSOL Compiler创建独立的应用程序，以及如何使用COMSOL Server来访问仿真App。铁磁材料是电机，变压器，电感器和许多其他电磁设备的设计关键，它通常表现出磁饱和，磁滞和各向异性。本课程将讨论如何使用Steinmetz或Bertotti损耗模型估算基频和谐波下的铁损，以及内置的磁滞模型。在这个小型课程中，您将了解到如何使用表面对表面辐射功能进行建模。包括通过定义域、面的不透明度来确定辐射方向，定义依赖波长的辐射特性，以及使用辐射组和对称性来加速计算。最后还会就5.6版本中传热建模的新增功能进行介绍。本小课程将向你介绍COMSOL Multiphysics中最重要的求解算法。以自上而下的流程图展示如何求解稳态、参数化和瞬态相关的问题，并简要说明有限元离散化是如何发挥作用的。本课程也将解释在求解过程中打印到“日志”窗口，以及显示在“收敛图”中的信息。本课程将涵盖低温和高温氢燃料电池和电解槽，并针对不同的电解液环境诸如质子交换膜 (PEM) ，氢氧化物交换（碱性）膜，熔融碳酸盐和固体氧化物，其中涉及电化学反应，电解质电荷传输，气相质量传输和对流以及两相水/气体传输。在这个小课程中，我们将展示导入CAD设计和ECAD绘图格式的新功能。您将看到几何导入后的修复功能，例如，如何去除不想要的细节特征，创建新的计算域，恢复丢失的面。我们还将讨论如何在CAD文件重新导入后无需重新设置物理场，以及如何使用Livelink高效地优CAD设计。在本次小型课程中，您将了解到最新版射线光学模块的新功能。我们将介绍释放射线和射线边界相互作用的新设置方法，以及一些新的材料模型。同时我们会展示一些案例库中的新案例以及新的成像仿真能力。请加入本场关于使用COMSOL Multiphysics®对传热现象进行建模的技术交流，在此期间欢迎您提出例如建模技巧、物理场接口、软件设置，以及如何更好地进行建模等方面的各种疑惑，我们的工程师将为您解答。请加入本场技术交流环节，探讨与COMSOL求解器相关的各种问题，例如稳态、瞬态、参数化等的算法。参与此技术交流与同行们及COMSOL工程师一起探讨锂电池仿真问题，工程师可以为大家解答使用软件中的疑惑，提供建模思路和解决方案。欢迎您加入到这个关于COMSOL Multiphysics®和MATLAB®联用的讨论中来，我们将讨论使用MATLAB®作为脚本环境设置和求解COMSOL Multiphysics®模型，以及在COMSOL Desktop®和仿真App中调用MATLAB®函数。欢迎您参加本场技术交流，在这个环节中，我们将讨论后处理的相关话题，包括数据集，计算积分、平均及最大/小值等，生成报告，创建动画，以及输出数据文件、图和动画等等。
在主题演讲环节，世界顶尖的研究人员和工程师将分享他们利用精确的多物理场仿真进行的探索与取得的成果。与会者还将有机会聆听COMSOL专业人员分享他们对软件的愿景，并能抢先体验最新版软件。
在本场演讲中，将介绍COMSOL Multiphysics® 5.6版本新增功能及亮点。主题：COMSOL Multiphysics® 5.6版本新功能简介
锂离子电池作为储能装置是当前新能源汽车的核心部件。其中成本、续航里程、安全可靠是产品的关键。本次主题演讲将分享使用COMSOL软件对锂离子电池进行多物理场模拟分析的方法和经验，包括通过使用多物理场仿真方法优化电芯产品设计、提升动力和续航里程，以及通过模拟电池测试缩短产品评估时间，从而可以在打造高效、可靠产品的同时兼顾成本控制。
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梁景洪（孚能科技(赣州)股份有限公司）
博士毕业于厦门大学物理化学专业。曾就职于CATL和Lab126。现任孚能科技(赣州)股份有限公司电芯仿真主任，主要研究方向涉及锂离子电池的仿真分析方法以及使用模型方法预测评估全生命周期电芯性能。高温超导磁浮列车有望成为下一代高速列车，将运行速度提升至每小时600公里以上。中车长春轨道客车公司使用COMSOL软件对高温超导磁浮交通系统的牵引及悬浮原理进行多物理场模拟，并对悬浮力匹配方法进行了研究。通过对COMSOL多物理场仿真结果的分析，以及与实验结果的比较，对高温超导磁悬浮列车的设计进行了改进及优化。
主题：多物理场仿真方法在高温超导磁浮列车悬浮系统研究中的应用
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邵南（中车长春轨道客车股份有限公司）
博士毕业于吉林大学固体力学专业。现任中车长春轨道客车股份有限公司，车辆总体主管；长客高温超导磁浮列车原理样机试验线项目设计经理；同时，还担任中国工程院重点咨询项目“高温超导磁浮交通发展战略及技术路径研究”的实际负责人。
先进微纳制造技术通过其特有的智能材料体系研发、先进制造技术革新与可控变形结构设计，提升了传统微纳制造技术的制造能力，将制造模式从传统3D制造推向4D制造时代。先进制造技术涉及力学，物理，化学，材料等多学科交叉问题。本次演讲将介绍先进微纳制造技术及其应用过程中的多物理场问题，包括微纳米结构在磁场与流场耦合作用下的运动特性和控制策略，相变夹杂智能复合材料变形驱动过程中的热力耦合问题，以及微流体液气界面附近的速度场与浓度场耦合问题，以及如何利用COMSOL软件有效解决先进微纳制造过程中的多物理场问题。
主题：先进微纳制造技术中的多物理场问题探讨
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吕鹏宇（北京大学）
北京大学助理研究员，北京大学理学博士，中国科协“青年人才托举工程”计划学者。长期致力于流固界面力学、微纳制造技术及机器人等领域的研究。在PRL, PNAS, JFM, PoF等国际主流期刊发表论文30余篇，获国家发明专利授权4项
编辑：王茹茹
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