El modelado multifísico impulsa la fabricación electromagnética avanzada

La plataforma COMSOL Multiphysics está siendo empleada para el modelado predictivo, acoplando campos electromagnéticos con fenómenos térmicos, químicos, mecánicos y de transporte a través de múltiples escalas de longitud y tiempo. Según un informe detallado por IEEE Spectrum, este enfoque se ilustra mediante dos aplicaciones concretas.

La primera aplicación se centra en la termometría por corrientes de Foucault para la reconstrucción de campos de temperatura tridimensionales en placas metálicas. La conductividad eléctrica, dependiente de la temperatura, altera las corrientes inducidas y los campos magnéticos, lo que permite inferencias térmicas volumétricas. Las simulaciones realizadas con COMSOL apoyan la validación de algoritmos de reconstrucción de defectos y calentamiento transitorio inducido por láser. Asimismo, se investiga la excitación multifrecuencia para mejorar la discriminación de profundidad mediante sensibilidades y profundidades de penetración que varían con la frecuencia.

La segunda aplicación aborda la fabricación aditiva volumétrica de componentes cerámicos habilitada por microondas. Un sistema de conformación de haces de microondas de alta potencia dirige energía localizada a volúmenes tridimensionales, lo que permite el procesamiento de resinas opacas cargadas con partículas. Modelos acoplados en COMSOL de propagación electromagnética, absorción de microondas, transferencia de calor y cinética de sinterización de cerámica se utilizan para predecir la evolución de la temperatura, la progresión de la reacción, la resolución espacial y la escalabilidad del procesamiento. Futuras extensiones planeadas para esta técnica incorporarán excitación pulsada, flujo de fluidos, viscosidad de la resina, convección, contracción y mecánica de sólidos.

Estos ejemplos demuestran cómo el software COMSOL puede integrar el modelado multifísico con la sensórica, la manufactura y la inversión de datos. Al conectar la simulación con sistemas de ingeniería prácticos, el modelado basado en COMSOL puede acelerar el desarrollo tecnológico, reducir la iteración experimental y apoyar la ampliación fiable de las tecnologías electromagnéticas de próxima generación.