电镀模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.3 版本针对“电镀模块”的用户新增了电流分布,边界元 接口和电泳输送 接口,并在三次电流分布,Nernst-Planck 接口中新增了多个特征。请阅读以下内容,进一步了解“电镀模块”的所有更新。

电流分布,边界元 接口

电流分布,边界元 接口可用于对基于边(束或导线)和表面单元的几何求解一次和二次电流分布问题。此接口使用边界元法 (BEM) 公式求解电导率恒定的电解质中电荷传递方程,其中电极指定在边界上,或指定为边周围半径给定的管道。对于主要部分可以近似为沿边管道的大型几何,使用此接口后通常可以减少网格剖分的时间及求解器的计算时间。

船体绝缘的船只及石油钻塔的模型。 一艘船在靠近钻井平台处抛锚,船体受到阴极腐蚀系统中电场的作用。左图显示(例如)涂有厚油漆的绝缘船体。 一艘船在靠近钻井平台处抛锚,船体受到阴极腐蚀系统中电场的作用。左图显示(例如)涂有厚油漆的绝缘船体。
部分船体由裸钢制成的船只及石油钻塔的模型。

一艘船在靠近钻井平台处抛锚, 船体受到阴极腐蚀系统中电场的作用。该图显示部分船体为裸钢的船只,其中的船体充当双极电极,船头作为阳极,船尾作为阴极。 靠近船的石油钻塔结构发生阴极极化。一部分外加电流从牺牲阳极(铝棒)经海水流过船体,再经海水流入石油钻塔结构。

一艘船在靠近钻井平台处抛锚, 船体受到阴极腐蚀系统中电场的作用。该图显示部分船体为裸钢的船只,其中的船体充当双极电极,船头作为阳极,船尾作为阴极。 靠近船的石油钻塔结构发生阴极极化。一部分外加电流从牺牲阳极(铝棒)经海水流过船体,再经海水流入石油钻塔结构。

三次电流分布,Nernst-Planck 接口中的离子交换膜 内部边界条件

新的离子交换膜 边界节点指定了这样一个边界条件,其中的离子通量连续,但电解质电位不连续,且可以由唐南平衡来描述。该边界条件通常用于透析等问题中同时包含自由电解质和离子交换膜的电化学电池。界面上的唐南电位偏移根据界面每一侧带电离子的浓度自动计算。

钒氧化还原流电池的电解质电位图。 显示自由电解质与离子交换膜之间界面上电位偏移的钒氧化还原流电池中的电解质电位。 显示自由电解质与离子交换膜之间界面上电位偏移的钒氧化还原流电池中的电解质电位。

如需更新的“钒氧化还原流电池”模型,请访问以下“案例库”路径:
Batteries_&_Fuel_Cells_Module/Flow_Batteries/v_flow_battery

三次电流分布,Nernst-Planck 接口中新增的电荷守恒模型

三次电流分布,Nernst-Planck 接口现在支持四种不同的电荷守恒模型:电中性、水基电中性、支持电解质以及泊松。

薄电极层功能

薄电极层 特征可用于对电极域中内部边界上的薄绝缘片或阻抗片建模,用作在模型几何中绘制实际层域的替代方法,由此大大减少了网格剖分的时间及求解时间,尤其是三维模型。例如,薄电极层可用于对两个电子导体之间的接触阻抗建模。它可以被设为绝缘层或阻抗层。

薄电解质层

薄电解质层 特征可在两个电解质域之间的内部边界上指定薄电解质层,用作在模型几何中将实际层绘制为域的替代方法,由此显著减少网格剖分的时间及求解时间。该条件可以设为绝缘、阻抗或离子交换膜。该特征代替了先前版本中的薄绝缘层 特征。

电路终端条件

您可以在边界上使用电路终端 特征,以指定与“AC/DC 模块”电路 接口中的外部 I Vs. U 节点的耦合。电路终端 条件现在也可用作电极表面 节点中的边界条件,还可用作单粒子电池 接口中的工作模式。这样您就可以在电路仿真中包含高保真电池模型。

新的电泳输送 接口

新的电泳输送 接口可用于研究水溶剂中弱酸、碱和两性电解质的输送。此物理场接口通常用于模拟各种电泳模式,如,区带电泳、等速电泳、等电聚焦以及移动边界电泳,适用于有关多种酸-碱平衡的任意水系统。

 
将混合有两种蛋白质的样本完全分离成两个清晰的浓度峰值的区带电泳。