腐蚀模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本为“腐蚀模块”的用户带来了新增的腐蚀 材料库,用于模拟电极变形的相场 接口,以及自动生成迭代求解器的功能。请阅读以下内容,进一步了解腐蚀模块的更新。

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。

电极动力学中浓度依赖性的线性化

新的线性化 选项可以避免计算负数的幂时出现的问题,从而改善非单位级数的反应动力学。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。

COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面的特写视图,显示了“电极反应”节点的设置,其中展开了“电极动力学”栏。 电极反应设置 用于定义电极动力学的 电极反应节点的用户界面。

新的腐蚀材料库

新增的腐蚀 材料库包含来自科学文献的 270 多个极化数据条目。以下教学案例已更新,其中用到了新增的腐蚀 材料库:

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。您可以在乙酸/乙酸钠溶液中铁缝隙腐蚀教学案例中查看这一新特征的应用演示。

使用缝隙腐蚀模型在 0.844 V 下绘制的溶液组成一维绘图。 溶液组成结果 “乙酸/乙酸钠溶液中铁缝隙腐蚀”教学案例使用了新的 高导电性多孔电极节点。

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了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。新节点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。 演示更新的多孔介质特征 陶瓷滤水器滤棒中的污染物浓度。

相场接口

“腐蚀模块”中添加了相场 接口,可用于模拟电极和金属表面变形,这些表面的拓扑结构由于材料的溶解/沉积而发生改变。您可以在新增的使用相场法模拟局部腐蚀教学案例中查看此特征的应用演示。

更轻松地建立相场和水平集模型

新版本对水平集相场 接口进行了重构:现在默认添加两个初始值 节点,之前使用的初始界面 特征已被移除。取而代之的是,软件会将初始界面自动放置在具有不同初始相的两个初始值 节点之间的边界上。

COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面,显示了“初始值,流体 2”的设置,“图形”窗口中显示液滴破碎模型的几何形状。 初始值设置,几何
COMSOL Multiphysics 5.6 版用户界面,显示了“初始值,流体 2”的设置,“图形”窗口中显示三维液滴破碎模型,其中液滴反射出周围环境。 初始值设置,三维模型结果

初始值,流体 2 特征的设置。请注意,本例不再需要 初始界面特征。在 相初始化研究步骤中求解水平集或相场函数的初始分布。

新增的教学案例

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本的“腐蚀模块”引入了一个新的教学案例。