腐蚀模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.2a 版针对“腐蚀模块”的用户引入新的“外部短路”边界条件,可用于腐蚀防护问题中涉及大型电化学活性对象的互联。此外,新增的教程模型研究了一个单桩设备的阴极防护能力如何随着牺牲阳极随时间溶解而下降。请继续阅读下文了解“腐蚀模块”的完整更新列表。

新增 Nernst-Planck-Poisson 方程接口

新的 Nernst-Planck-Poisson 方程多物理场接口可以用于研究电化学双电层中的电荷和离子分布,其中不能使用电中性假设。Nernst-Planck-Poisson 方程接口在模型中添加静电稀物质传递接口,以及预定义的用于电势和空间电荷密度的耦合。

新增外部短路边界条件

新的“外部短路”边界条件可供您通过一个外部集总电阻来短接电路的“电极表面”、“多孔电极”以及“电极”。这个新的边界条件适用于研究电极的短路,或者在腐蚀防护问题中大型电化学活性对象的互联。

新增电化学热源多物理场节点

新的电化学热源多物理场接口提供了一个可选的将电化学热源耦合到传热接口的选项。

新增热力学平衡动力学类型

电极反应现在支持新的“热力学平衡”电极动力学类型(在二次电流分布接口中称为首要条件),其中假设零过电位(忽略电压损失)。

新增对多孔和边电极中膜阻和溶解-沉积物质的支持

多孔电极边电极节点现在支持添加“膜阻”和“溶解-沉积物质”。此前,只在“电极表面”特征中支持这些功能。多孔电极中的膜阻和溶解-沉积物质可以用来模拟锂离子电池中的固体-电解质-中间相 (SEI) 的形成机理。

新增教程模型:带牺牲阳极的单桩

单桩地基是一种直径很大的结构单元,可以用于支撑离岸风力发电机之类的结构。这个 App 是一个典型示例,演示单桩的阴极防护能力如何随着牺牲阳极随时间溶解而下降。通过同时考虑金属溶解和氧还原(混合电位),模型可以用于评估受防护的钢铁结构的二次电流分布电极动力学。

单桩几何包括带涂层的钢制表面上半部分和无涂层的钢管下半部分。周围为海水或泥浆,可以使用不同的 Tafel 表达式来描述这些不同环境的反应动力学。教程模型中使用瞬态研究计算了 12 年周期。研究了两种情况:整个单桩接地,以及过渡件接地,下方的管道通过集总电阻连接到过渡件。

模型还使用了新定制的现在可以在二次电流分布接口中使用的牺牲边阳极子节点来建模沿着几何边的细长牺牲阳极。这个子节点使您可以模拟阳极在瞬态仿真中溶解时改变阴极防护属性。

带溶解牺牲阳极的单桩教程模型的“App 库”路径为:

Corrosion_Module/Cathodic_Protection/monopile