专栏名称: 中科幻彩一科学可视化大师
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【培训课程】COMSOL流体及传质传热力学、电池电化学专题培训

中科幻彩一科学可视化大师  · 公众号  ·  · 2021-09-27 15:22

正文

COMSOL 全称 COMSOL Multiphysics 是一款功能强大的通用多物理场仿真软件 ,用于仿真模拟工程、科学研究、数值计算等各个领域的设计、设备及过程。首先COMSOL的功能非常齐全,其功能涵盖了力学、流体、电磁、传热、化工、电化学、声学等各个领域。能够满足不同研究领域科研人员的需求。并且对于不同的物理问题,其软件界面操作和建模方式是完全相同的,大大降低了使用者的学习成本。

在当今的 高档次科研论文 中我们能够见到许多工作都使用到了仿真模拟来阐述科学问题 。一直以来仿真模拟就是一项重要的科研技能,在许多物理和工程类学科(力学,光学,流体力学,电磁学,声学,化工)中发挥着不可替代的作用。许多科研工作的理论分析,结构设计和优化都依靠仿真模拟来完成。近年来随着交叉学科的发展,仿真模拟的需求也不限于上述的学科,在新兴的材料科学,能源科学,生命科学的研究工作中也越来越多的应用到仿真模拟这一工具。 另一方面随着友好易用的商用仿真模拟软件COMSOL的出现 仿真模拟不再是一项需要深厚理论基础的高门槛技术 。通过COMSOL软件的使用,越来越多的科研工作者可以利用仿真模拟帮助自己的研究工作。


为了让更多科研人员能够迅速且科学地掌握这一前沿高效的数据分析软件, 北京中科幻彩动漫科技有限公司 举办主题为 科研模拟•学术仿真 的文章档次提升专题培训!!!


科研模拟·学术仿真专题培训会

流体及传质传热力学专题

2021年11月20-21日 北京·中科院物理所


电池电化学专题

2021年11月06-07日 北京·中科院物理所


(专题培训介绍及报名 点击上方红字 或详见后文

课程简介


流体及传质传热力学多物理场专题培训

微流体中液滴的生成

流体冲击下薄板的形变


⬇更多专题培训内容详见下文或戳链接⬇

流体及传质传热力学专题培训

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


2021年 11月20-21日

北京·中科院物理所


(报名请扫描二维码,表单中场次实时更新)



您有以下困惑吗?


1. 看到许多顶级期刊都有仿真模拟的部分,想给自己的工作也 添加仿真模拟 ,却不知从何处入手?

2. 一些文献中的 公式理论太过复杂,看不懂

3. 想自学却不知哪里能 获得靠谱的学习资料和案例 ?遇到问题也无人能够解答。

4. 面对自己的 科研问题不知如何分析 ,没有掌握分析问题的要领。


我们的课程来帮您!


1. 适合零基础学员 ,讲解基础的理论知识,为后续建模打下良好的理论基础。

2. 选择贴合当下科研热点的案例进行讲解 ,并可针对学员需求调整部分课程内容,达到学以致用。

3. 授人以鱼不如授人以渔 ,掌握利用案例库资源进行后续深入学习的方法。

4. 一对一答疑 ,针对您的科研问题提供针对性的分析与讲解。


1

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:

COMSOL多物理场仿真的基本建模方法;

微流控器件中的流场计算;

流体中的传质传热及化学反应模拟;

流体中的颗粒运动模拟,实现细胞的分离和筛选;

多相流,流体亲疏水浸润性行为,液滴行为模拟,Marangoni 效应模拟;

固体力学及流体-结构力学耦合模拟。


2

课程内容图文详解


1

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

通过使用函数、变量与自定义方程模拟 复杂问题


2

微流控器件中的流场计算

2.1


薄片混合器

的流场


3

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


4

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


5

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。


6

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


3

高档期刊仿真模拟实战


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 communications 2013, 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。

仿真模拟计算有微结构的通道中的流场


Nature communications 2020, 11, 2190.

虚拟流体通道中的高通量细胞和球体力学


微流控芯片内部的 虚拟流体通道和 数值模拟


Nature communications 11, 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


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。

有机高分子溶液在印刷涂布过程中的流动机理COMSOL模拟


Nature 574, 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。

微通道中自结合的描述和仿真模拟。

4

学员作品


电池电化学多物理场仿真专题培训

支晶生长的模拟


⬇更多专题培训内容详见下文或戳链接⬇


电池电化学领域仿真专题培训

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


2021年 11月06-07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)


您有以下困惑吗?


1. 看到许多顶级期刊都有仿真模拟的部分,想给自己的工作也 添加仿真模拟 ,却不知从何处入手?

2. 一些文献中的 公式理论太过复杂,看不懂

3. 想自学却不知哪里能 获得靠谱的学习资料和案例 ?遇到问题也无人能够解答。

4. 面对自己的 科研问题不知如何分析 ,没有掌握分析问题的要领。


我们的课程来帮您!


1. 适合零基础学员 ,讲解基础的理论知识,为后续建模打下良好的理论基础。

2. 选择贴合当下科研热点的案例进行讲解 ,并可针对学员需求调整部分课程内容,达到学以致用。

3. 授人以鱼不如授人以渔 ,掌握利用案例库资源进行后续深入学习的方法。

4. 一对一答疑 ,针对您的科研问题提供针对性的分析与讲解。


1

课程概要


作为 新能源领域 的重要发展方向,电池一直是科学研究的热点。我们能看到目前发表在高档次期刊上的电池和电化学文章许多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,为学员提供仿真模拟软件 COMSOL Multiphysics 软件使用的全面详细讲解。有无基础的学员均可参加培训,课程从入门级内容开始,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,并且专门选取电池和电化学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。


通过这次培训您将学到以下内容:

COMSOL多物理场仿真的基本建模方法;

化学反应模拟的一般方法;

电池及电化学反应中电流密度分布和物质浓度分布的模拟;

电极上金属的沉积过程和支晶生长的模拟;

电极反应动力学的电化学阻抗谱;

扩散双电层的模拟


2

课程内容图文详解

1

COMSOL多物理场仿真的基本建模方法

1.1


几何建模的

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

模拟复杂问题


2

化学反应模拟的一般方法

2.1

电解反应中的

物质浓度分布


2.2

电解反应中的 电解质电势

等值面


2.3

表面吸附

反应模拟


3

电池及电化学反应中

电流密度分布和物质浓度分布的模拟

3.1

特定电极结构中的 电流密度分布


3.2

凸起结构引起 电流密度增大


4

电极上金属的沉积过程和支晶生长的模拟

4.1

支晶的生长变形 过程模拟


4.2

扩散限制引起的 支晶生长


5

电极反应动力学的电化学阻抗谱

5.1

化学电池

基本结构


5.2

电极极化

和过电位


5.3

电化学阻抗谱


6

扩散双电层的模拟

6.1

带电表面在溶液中引起的双电层


3

高档期刊仿真模拟应用实例

Nature Energy 2018, 3(12), 1076

仿真模拟研究多孔电极对电解液中电流密度和电极上锂沉积机理经行研究

Stable metal battery anodes enabled by polyethylenimine sponge hosts by way of electrokinetic effects.

Matter 2020, 3, 1–16.

仿真研究锂的沉积生长

Ion-Transport-Rectifying Layer Enables LiMetal Batteries with High Energy Density.

Science advances 2018, 4(11), eaat3446.

通过模拟说明增加固态空间电荷层对锂离子分布的影响

An ion redistributor for dendrite-free lithium metal anodes.

Advanced Materials 2017, 29(40), 1703729.

通过模拟计算展示多孔电极中的电极电流密度分布

Stable Li metal anodes via regulating lithium plating/stripping in vertically aligned microchannels.

Journal of the American Chemical Society 2017, 139(13), 4815-4820.

锂离子在不同形状电极上的乘积速率比较

Lithium metal anodes with an adaptive “solid-liquid” interfacial protective layer.

4

学员作品



课程试听

点击边框调出视频工具条


模拟案例

更多案例:http://www.zhongkehuancai.com

模拟服务联系人13051583953(微信同号)


讲师简介

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)

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


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 十二 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

报名方式

时间地点

流体及传质传热力学仿真专题

2021年11月20-21日 北京·中科院物理所

电池电化学仿真专题

2021年11月06-07日 北京·中科院物理所


注册费用

原价:3490元/人

团报价 :3190元/人( 3人 及以上)

报名咨询:18410111600(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


报名入口: 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: 18410111600(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:

[email protected]

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」







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