承德網(wǎng)站制作與建設(shè),東莞網(wǎng)站推廣軟件,企業(yè)管理培訓(xùn)公司排行榜,新任上海市領(lǐng)導(dǎo)調(diào)整公示COMSOL#xff0c;壓電-熱釋電#xff0c;納米發(fā)電#xff0c;壓電薄膜三維模型#xff0c;文章復(fù)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室折騰壓電薄膜三維模型的那幾天#xff0c;咖啡機(jī)都快被我榨干了。當(dāng)時(shí)導(dǎo)師扔過(guò)來(lái)一篇Nature子刊的壓電-熱釋電復(fù)合發(fā)電論文#xff0c;要求復(fù)現(xiàn)他們的COMSOL建?！瑿OMSOL壓電-熱釋電納米發(fā)電壓電薄膜三維模型文章復(fù)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室折騰壓電薄膜三維模型的那幾天咖啡機(jī)都快被我榨干了。當(dāng)時(shí)導(dǎo)師扔過(guò)來(lái)一篇Nature子刊的壓電-熱釋電復(fù)合發(fā)電論文要求復(fù)現(xiàn)他們的COMSOL建模過(guò)程?？粗撐睦锬莻€(gè)酷炫的電壓輸出曲線(xiàn)我默默打開(kāi)了軟件準(zhǔn)備開(kāi)始一場(chǎng)三維建模的踩坑之旅。先說(shuō)個(gè)有意思的現(xiàn)象當(dāng)你在COMSOL里同時(shí)激活壓電和熱釋電耦合時(shí)材料參數(shù)庫(kù)會(huì)變得異常敏感。有次手滑把鈦酸鋇的d33系數(shù)輸錯(cuò)小數(shù)點(diǎn)位置結(jié)果仿真出的電壓曲線(xiàn)直接上演過(guò)山車(chē)式波動(dòng)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)壓電系數(shù)矩陣的輸入格式必須嚴(yán)格遵循[3,3]張量排列少個(gè)逗號(hào)都能讓整個(gè)模型崩掉。建模時(shí)最頭疼的是邊界條件設(shè)置。論文里輕描淡寫(xiě)的一句采用自由邊界條件實(shí)際操作時(shí)得在物理場(chǎng)分支里逐個(gè)核對(duì)。分享個(gè)關(guān)鍵代碼片段% 壓電耦合場(chǎng)設(shè)置 model.physics(pze).feature(pze1).set(dampingType, Rayleigh); model.physics(pze).feature(pze1).set(alpha_dK, 0.01); model.physics(pze).feature(pze1).set(beta_dK, 0.02);這段阻尼參數(shù)設(shè)置直接影響著模型的收斂性。有次把Rayleigh阻尼改成數(shù)值阻尼計(jì)算時(shí)間從2小時(shí)暴漲到8小時(shí)工作站風(fēng)扇轉(zhuǎn)得像是要起飛。后來(lái)發(fā)現(xiàn)原文獻(xiàn)的支撐材料里藏了個(gè)腳注——建議使用組合阻尼模式這細(xì)節(jié)差點(diǎn)讓我砸鍵盤(pán)。網(wǎng)格劃分絕對(duì)是三維建模的靈魂考驗(yàn)。當(dāng)我把薄膜厚度設(shè)為500nm、表面微結(jié)構(gòu)高度50nm時(shí)常規(guī)四面體網(wǎng)格直接導(dǎo)致內(nèi)存溢出。后來(lái)改用邊界層網(wǎng)格自由剖分的組合拳配合這個(gè)縮放因子設(shè)置// 幾何縮放因子 double scaleFactor 1e-6; model.param.set(scaling, scaleFactor);總算在普通工作站上跑通了模型。不過(guò)要注意縮放后的單位換算有次忘了修正電場(chǎng)強(qiáng)度的單位仿真出的電流密度比實(shí)際值大了三個(gè)數(shù)量級(jí)差點(diǎn)以為發(fā)現(xiàn)了新物理現(xiàn)象。數(shù)據(jù)后處理階段更是暗藏玄機(jī)。論文里的輸出功率密度曲線(xiàn)看似平滑實(shí)際原始數(shù)據(jù)包含大量毛刺。用Matlab做數(shù)據(jù)清洗時(shí)這個(gè)滑動(dòng)平均濾波的代碼幫了大忙windowSize 15; b (1/windowSize)*ones(1,windowSize); a 1; filteredData filter(b, a, rawVoltage);但要注意濾波窗口不能太大否則會(huì)掩蓋真實(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)特征。有次把窗口設(shè)到50結(jié)果把關(guān)鍵的電壓峰值給抹平了被導(dǎo)師吐槽你這是在做數(shù)據(jù)美容折騰兩周后模型終于輸出了和文獻(xiàn)趨勢(shì)吻合的電壓-頻率曲線(xiàn)。不過(guò)復(fù)現(xiàn)精度卡在92%死活上不去最后發(fā)現(xiàn)是文獻(xiàn)沒(méi)寫(xiě)明他們用的溫度梯度加載方式是階躍式還是斜坡式。這個(gè)細(xì)節(jié)差異導(dǎo)致熱應(yīng)力分布出現(xiàn)微小偏移卻也意外發(fā)現(xiàn)了某種邊緣效應(yīng)對(duì)發(fā)電效率的提升作用?，F(xiàn)在看那個(gè)顫顫巍巍的三維網(wǎng)格模型就像看著自己帶大的娃。建模教會(huì)我最重要的一課永遠(yuǎn)不要完全相信論文里的如實(shí)驗(yàn)部分所述有些魔鬼細(xì)節(jié)可能藏在作者喝咖啡時(shí)的某個(gè)手抖操作里。下次再看到漂亮的仿真曲線(xiàn)我會(huì)先想想——這背后到底重啟了多少次工作站