电池模块更新

在 5.6 版本中,“电池与燃料电池模块”的名称已更改为“电池模块”,同时保留了所有功能。当前拥有“电池与燃料电池模块”许可证的用户将收到“电池模块”作为 5.6 版本升级的一部分。新特征包括自动生成迭代求解器、新的线性化 选项和两个新的教学案例。请阅读以下内容,进一步了解有关电池更新的信息。

自动生成迭代求解器

研究步骤节点现在可以自动生成迭代几何代数多重网格 求解器(但默认情况下仍使用直接 求解器)。启用其中一个迭代求解器可以减少大型仿真的内存使用量和计算时间。

高导电性多孔电极

大多数电化学接口中都添加了新的高导电性多孔电极 域节点,可用于在电子导体电极相中具有高电导率的多孔电极。它用全局变量代替电极电位的空间变量,从而减少了问题的自由度数。

电极动力学中浓度依赖性的线性化

新的线性化 选项可以绕过计算负数的幂时出现的问题,从而改善非单位反应级数的动力学。将平衡电位的能斯特方程与交换电流密度的质量作用定律集总多级 结合使用时,您可以在三次电流分布 接口的电极反应多孔电极反应 节点中使用这一特征。当您新建模型时,新的线性化 选项默认处于打开状态,所有采用能斯特方程和质量作用定律或集总多级动力学选项的教学案例都会使用该选项。

新的多孔介质特征

此版本新增的多孔介质处理特征可用于定义不同的相:固体、流体和静止流体。在多孔介质传热 接口中,多孔介质 特征用于管理材料结构,并为每个相(流体多孔基体 和(可选的)静止流体 )提供专门的子特征。这个新的工作流程不仅更加清晰,可以改善用户体验;还以更自然的方式促进多孔介质的多物理场耦合。通过与水分输送多孔介质流动 接口结合使用,多孔介质传热的功能改进支持对多孔介质中的非等温流动和潜热储存进行建模。

以下模型使用了这一新设置:

稀物质传递的多孔介质特征得到改进

新版本对多孔介质中的稀物质传递 接口进行了改进,以使用新的多孔介质 节点。多孔介质中的稀物质传递 接口中添加了两个新的域特征:多孔介质非饱和多孔介质 节点。您可以使用新的多孔介质 节点为多孔介质中的多个相指派材料属性,其中具有专门的选项来定义液体、气体和多孔基体的属性。您可以在活性炭芯陶瓷滤水器教学案例中查看此功能的应用演示。

COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面的特写视图,显示了“多孔介质中的稀物质传递”设置,“图形”窗口中显示陶瓷滤水器滤棒模型。 陶瓷滤水器滤棒中的污染物浓度。

新的和增强的“电路”接口功能

电路 接口为瞬态 研究配备了一个“基于事件”的开关 特征,使您可以对电路中某些连接的“瞬时”双位开关进行建模。开关可以由电流、电压或用户定义的布尔表达式进行控制。

此外,新版本还添加了参数化子电路定义,您可以将其与子电路实例 结合使用,从而创建包含较小电路的构建块,并在较大的电路中使用这些构建块的多个参数化变体。最后,状态、事件和求解器的机制也得到了改进,尤其是非线性(半导体)器件的瞬态建模变得更加稳定。

电路的功能改进主要是为“AC/DC 模块”开发的,但其他提供电路 接口的模块也将受益。以下更新的模型演示了这一新功能:

广泛支持特征频率分析

现在,大多数“AC/DC 模块”接口都支持特征频率 研究:电流壳内电流多层壳中的电流电路静电磁场。除了支持磁场 接口中的全波腔模式分析外,还可以对涉及电路的模型运行特征频率分析。这种特征频率支持主要是为“AC/DC 模块”开发的,但提供相关物理场接口的其他模块也将从中受益。

COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面,显示了“模型开发器”、“全局计算”设置(其中展开了“数据”和“表达式”栏),以及 RLC 电路特征频率分析的探针图。 一个简单 RLC 电路的共振峰。本例分析特征频率和 Q 因子,并将结果与解析确定值进行比较。

新的“锂硫电池”教学案例

“案例库”中新增的锂-硫电池教程可用于模拟锂-硫电池在不同速率下的充放电特性。该模型在三次电流分布,Nernst-Planck 接口中定义,并使用了隔膜 节点中新增的溶解-沉积物质 特征。新的线性化 选项极大地提高了收敛性。

新的教学模型和 App

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本的“电池模块”添加了两个新的教学模型和一个示例 App。

锂-硫电池

锂-硫电池的放电电压曲线的一维绘图。 锂-硫电池的放电电压曲线。

“案例库”标题:
lithium_sulfur
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镍镉电池等温模型 - 一维

镍镉电池的放电电压曲线的一维绘图。 镍镉电池的放电电压曲线。

“案例库”标题:
nicd_battery_1d
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锂电池组设计器

用于设计锂电池组的仿真 App,其左侧为输入卡片,中间为仿真结果,右侧显示帮助向导。 本例对电池参数执行参数估计,并为电池组的温度分布进行建模。用户可以修改电池的数量和配置,以研究其对内部温度梯度的影响。注:本例需要“优化模块”。

“案例库”标题:
li_battery_pack_designer
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