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【資源】COMSOL電化學拋光模擬中文資料
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電化學拋光過程的計算機模擬（COMSOL Multiphysics）， 轉自：http://www.cntech.com.cn/newsfla ... modellibraryCN.html 電化學拋光簡介 這個例子介紹電化學拋光原理。簡化2D幾何模型包含兩個電極和一個中間電解質區(qū)域。正極有一個突起，表示一個表面缺陷。模型的目的是為了檢查突起部分和電極周圍材料在一段時間內的消耗過程。 模型定義 電極處的電勢降為30 V，并且電解質的電導率為10 S/m。  對正電極耗損的建模由于幾何形狀變化和電流密度沿幾何形狀的分布需要使用移動邊界。損耗計算的簡化模型基于損耗率正比于電極表面法向電荷密度。速度，U，正交于電極表面網(wǎng)格得到  其中，K為比例系數(shù)，Jn 為法向電流密度。模型中，K = 10-11 m3/As。 電極和電解質部分模型包含3 mm寬和兩電極間距0.4 mm。 COMSOL多物理場建模 該模型使用傳導介質DC和瞬態(tài)移動網(wǎng)格（ALE）應用模式。法向電流密度的變化定義為網(wǎng)格速度。模型的動力學特性為準靜態(tài)，并且輸入的電極損耗（除去材料）僅于時間有關。 結果 10s后，突起部分變得光滑，并且正極很大部分被消耗：  模型庫路徑：COMSOL_Multiphysics/Electromagnetics/electrochemical_polishing 使用圖形用戶界面建模 模型導航視窗 1 在空間維度列表選擇2D。(該模型容易推廣到3D。) 2 在應用模式列表，打開COMSOL Multiphysics>變形網(wǎng)格然后選擇移動網(wǎng)格(ALE)>瞬態(tài)分析。 3 單擊多物理場按鈕然后單擊新增按鈕。 4 在應用模式列表，打開COMSOL Multiphysics>電磁>傳導介質DC。 5 單擊新增按鈕。將傳導介質DC應用模式添加到移動網(wǎng)格框架。 6 單擊確定關閉模型導航視窗。 選項 1 從選項菜單，打開常數(shù)對話框。 2 輸入常數(shù)名為K，表達式1e-11[m^3/(A*s)]和描述比例系數(shù)（描述為任意的）。 3 單擊確定關閉常數(shù)對話框。 幾何建模 1 在繪圖工具條單擊矩形/正方形按鈕，并繪制角點為x = −1.4， y = 0和x = +1.4，y = 0.4的矩形。 2 按下Shift-單擊橢圓形/圓形（以中心）按鈕。 3 在圓形對話框，半徑編輯區(qū)輸入0.3通過在X編輯區(qū)輸入0和Y邊界區(qū)輸入輸入0.6輸入圓心坐標。 4 單擊確定。 5 通過鍵盤快捷鍵Ctrl+A選擇兩個對象，此時被選中對象以紅色高亮顯示。 6 在繪圖工具條單擊差集按鈕從矩形中移除圓形對象。以上操作創(chuàng)建電極突起部分。 7 模型為mm級而不是m級。在主工具條選擇對象然后單擊比例刻度按鈕。 8 在比例系數(shù)區(qū)X和Y編輯區(qū)輸入1e-3指定比例系數(shù)。單擊確定。 9 在主工具條單擊縮放至視窗大小按鈕。 幾何模型建立完成。 物理量設定 求解域設定—傳導介質DC 1 從多物理場菜單，選擇傳導介質DC應用模式。 2 從物理量菜單，選擇求解域設定。 3 在求解域設定對話框，選擇求解域1(唯一的)并在導電率編輯區(qū)輸入10。 4 單擊確定關閉求解域設定對話框。 邊界設定—傳導介質DC 1 從物理量菜單，選擇邊界設定。 2 從邊界3，4，6和7，在邊界條件列表選擇電位能并在電位能編輯區(qū)輸入30。 3 在邊界條件列表為邊界1和5，選擇電絕緣。電絕緣對電極沿兩個方向延伸的計算良好近似。 4 對邊界2，選擇接地邊界條件。 5 單擊確定關閉邊界設定對話框。 邊界設定—移動網(wǎng)格(ALE) 1 從多物理場菜單，選擇移動網(wǎng)格(ALE) 應用模式。 2 從物理量菜單，選擇邊界設定。 3 從邊界設定對話框，為邊界2，單擊網(wǎng)格位移按鈕并選擇dx和dy復選框設置沿兩個方向網(wǎng)格位移。 4 為邊界1和5，單擊網(wǎng)格速度按鈕并設置網(wǎng)格速度，選擇vx復選框指定沿x方向速度為0。 5 選擇邊界3，4，6和7，并在坐標系統(tǒng)列表選擇變形網(wǎng)格的切線與法線坐標軸。單擊網(wǎng)格速度按鈕。然后選擇vn復選框在網(wǎng)格速度，n方向編輯區(qū)輸入-K*nJ_dc。 以上設置使法向網(wǎng)格速度等于−K Jn (nJ_dc為傳導介質DC應用模式電流密度流量變量)。 6 單擊確定。  網(wǎng)格生成 1 在主工具條單擊初始化網(wǎng)格按鈕。 2 在主工具條再次單擊細化網(wǎng)格按鈕。 求解 1 從求解菜單，選擇求解器參數(shù)。 2 在時間步長區(qū)，對時間輸入0:1:10。以上定義了仿真運行0到10s步長為1s。 3 單擊確定關閉求解器參數(shù)對話框。 4 在主工具條單擊求解按鈕（等于標志）對模型求解(或者從求解菜單選擇求解問題)。 后處理和可視化 默認圖形給出變形網(wǎng)格上電位分布。改變可視化設置繪制電流密度分布： 1 從后處理菜單，選擇繪圖參數(shù)。 2 在表面頁面，從內建物理參數(shù)列表選擇選擇傳導介質DC（dc）>總電流密度，模。 3 單擊確定繪制。  最大電流密度為106 A/m2。 為了更容易觀察沿y方向損耗幅值，繪制移動網(wǎng)格變量dy： 1 從后處理菜單，選擇繪圖參數(shù)。 2 在表面頁面，表達式編輯區(qū)輸入dy_ale。 3 單擊確定繪制。  y-方向位移最大值近似為10-4 m (或者0.1 mm). 可以比較以上結果與近似公式計算總損耗量，d：  上式給出近似公式(未考慮彎曲邊界的影響) 計算精度較高。 [ Last edited by monnet on 2009-11-13 at 17:48 ] |
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