除电压外，电极的尺寸和形状也是影响静电分选器性能的关键变量。此外，电晕和火花中的电流以高度非线性的方式依赖于电场，对电场强度的微小局部变化非常敏感。Fleetguard选择了Comsol软件来帮助他们检查电场，以及其广泛的多物理功能来探索其他过滤问题。

在纤维介质的横切面上，蓝色的线代表沿着流线的粒子。水色的点表示捕获的粒子。Comsol可以对整个粒子的轨迹进行建模，而不仅仅是对其质心进行建模。

使用该软件，工程团队可以专注于电晕场，同时研究流动。通过该装置的气流在层流和湍流之间波动，因为发动机在不同的条件下工作。然而，工程师们想知道流体在任何时候都是什么样子的。结果，该小组同时模拟了湍流与静电特性和粒子跟踪的耦合。这项研究很重要，因为如果一个带电粒子接触到边界壁或另一个粒子，它往往会被固定在原地。通过研究包括流线流动特性、颗粒尺寸、电场力、质量和密度在内的组合物理，得到更准确的模拟结果。

耦合技术实现目标
在探索穿透多孔介质的粒子追踪时，多重物理能力也被证明是有用的。设计目标是在过滤器中有一个可渗透的基础，在所有条件下都能有效地收集颗粒。Fleetguard研究工程师凯文·史密斯指出:“这不是你在标准软件包中找到的那种能力。”“因此，我们询问了一家建模软件供应商，看他们能否帮助我们创建一个粒子跟踪程序。他们说这是可能的，但这将是一项艰巨的任务。然而，Comsol在一周内就写出了我们的程序。”生成的粒子跟踪例程使用Matlab代码，该代码为此类应用程序提供了Comsol Multiphysics后面的紧密耦合计算引擎。

该团队还以其他方式利用了Comsol与Matlab的集成。例如，他们编写了一个几何生成程序，可以根据提供的光纤介质物理参数快速创建模拟光纤环境。从微观照片导入DXF文件允许更复杂的媒体结构建模。然后，通过Comsol的子程序，该团队对注入的批次单分散粒子进行了监测
在模型域(壁)中接触任何纤维表面的表面，以及与其他“标记或停止”粒子接触的表面。这是一种独特的能力，其他专门的代码不可能做到，只能跟踪粒子的质心，而不是整个周长。

Fleetguard首席工程师Peter Herman表示:“我们的最终目标是对StrataPore™梯度过滤介质的深度加载特性进行建模，以最大化其在液体过滤应用中的容量和效率。在纤维状液体过滤器中，颗粒捕获特别有趣的是拦截模式，在这种模式下，颗粒不会惯性地偏离流线，而是由于颗粒接触纤维的边缘而被捕获。因此，Comsol跟踪粒子周长而不是简单的质心的能力是一个先决条件。”

在这个滤筒的对称截面中，红色的几何图形表示电极，而绿色的等面表示电场。电场从电极突出的顶部和底部的大等面，显示了高电压概率较大的区域。

探索更多的场景
利用Comsol的结构力学模块，研究人员建立了2D和3D压力容器和截面壳体的模型，以了解单元的爆裂和疲劳性能。

此外，模型求解速度是Fleetguard考虑软件包时的一个重要因素。典型的静电粒子分离器模型估计有40,000个元件。一个标准的静电模型在10分钟内解决。一个多物理模型需要20到30分钟。在他们最初的几个设计中，Fleetguard工程师将Comsol的结果与其他需要三倍时间运行的建模包的结果进行了比较，结果是相同的。它们也非常符合实验室的发现。带着这样的信心，Fleetguard开始研究各种电极设计，比他们用任何其他软件产品进行的评估都要多，也比他们用实验进行的评估要多。

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