电化学反应模型参考

可使用电化学反应模型来模拟在多种不同电化学应用中发生的电化学表面反应，包括：

电偶腐蚀
阴极保护
电镀
湿法蚀刻
燃料电池
涂料分层
金属-液体交界面反应

电化学反应模型有两个变体，可根据建模的对象选择使用。

无组分的电化学表面反应建模需要以下模型：
- 电动势模型
- 电化学反应模型
使用此选项时，电化学反应模型将根据所定义的电化学反应计算电流和电流导数，然后将该信息传递至电动势模型。

如果要对二次电流分布进行建模并忽略组分浓度的效应，可以使用此选项。
带组分的电化学表面反应建模需要以下模型：
- 电动势模型
- 电化学反应模型
- 电化学组分模型或充电组分效应模型
使用此选项时，电化学反应模型将计算以下各项对电流的贡献：
- 组分浓度
- 电化学组分通量/充电组分通量
- 通量导数
电流将传递到电动势模型，然后组分通量和通量导数将传递到电化学组分模型或充电组分效应模型。

如果要对考虑了电化学组分或充电组分浓度导致的组分通量的电化学表面反应进行建模，可以使用此选项。

注	电化学反应模型仅考虑流体域中实际存在的组分分量的浓度。在速率计算中，不会考虑固体物理模型中定义的组分浓度。

表 1. 电化学反应模型参考
理论	请参见电化学表面反应（不均匀）。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 电化学
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 电化学反应
要求	空间：任何材料：任何（多组分固体除外）可选模型：电化学
属性	无。
激活	物理模型	流体
	模型控制（子节点）	在流体物理连续体中：表面机制管理器，[表面机制]
	区域输入	二次电流相间相互作用选项。请参见电化学反应模型区域设置。
	边界输入	电化学机制选项。请参见电化学反应模型边界设置。
	交界面输入	电化学机制选项。请参见电化学反应模型交界面设置。
	场函数	Electrochemical Surface Overpotential(电化学表面过电位)、Electrochemical Reaction Rate(电化学反应率)、Electrochemical Equilibrium Potential(电化学平衡电势)、Boundary Species Electrochemical Reaction Flux(边界组分电化学反应通量)、Bulk Species Electrochemical Reaction Flux(主要组分电化学反应通量)。请参见场函数。
	多孔相模型	在与多孔介质模型相同的连续体中选择时，为每个多孔相提供相反应模型。请参见相反应模型。

电化学反应模型区域设置

流体区域—物理条件

电化学机制选项

机制	对应的物理值节点
无	无
[电化学机制]	电极电势将电极电势设为标量分布。

二次电流相间相互作用选项

在对二次电流分布类型反应建模时可用。请参见二次电流分布。可用于指定 Simcenter STAR-CCM+ 在交界面处正确应用平衡电势跃变所需的电解质相和固相。

流体区域—物理值

电化学电阻: 在不定义电化学组分的情况下对电化学表面反应建模，并且在区域级别设置电化学表面机制时，可以将电化学电阻指定为区域的物理值。
相间相互作用面积: 可用于指定在指定相间相互作用中的反应的相互作用面积密度。

电化学反应模型边界设置

任何边界类型

电化学机制选项

机制	对应的物理值节点
无	无
[电化学机制]	电极电势将电极电势设为标量分布。

电化学反应模型交界面设置

固体和流体之间的交界面，或固体和多孔区域之间的交界面

电化学机制选项

机制	对应的物理值节点
无	无
[电化学机制]	电极电势将电极电势设为标量分布。

场函数

电化学表面过电位

显示 Eqn. (4122) 中的电化学表面过电位。

η

电化学反应率

显示以下各项中的电化学反应率（单位反应电流密度）：

j_{n, s}

Eqn. (4129)，使用 Butler Volmer 反应方法时
Eqn. (4132)，使用 Tafel 反应方法时
Eqn. (4134)，使用 Tafel 斜率 (log10) 反应方法时
Eqn. (4136)，使用传输限制 Tafel 斜率 (log10) 反应方法时

电化学平衡电势

显示 Eqn. (4122) 和 Eqn. (4139) 中的电化学平衡电势。

U_{e q}

边界组分电化学反应通量

使用电化学反应模型和电化学组分模型时可用。显示针对单位电化学反应机理注册的电化学组分和固体组分的反应通量

N_{i}

（单位：[kmol/m²s]）。

表面机制管理器

右键单击操作

新表面机制: 创建表面机制子节点，以用来指定该电化学表面机制的详细信息。可创建多个电化学表面机制。请参见表面机制。
移除无效表面机制: 可用于移除无效的电化学表面机制 ()。

[表面机制]

如果显示的电化学表面机制带警告符号 (

)，则该电化学表面机制无效。例如，如果选择了电化学组分模型且定义了电化学表面机制，则“反应 [n] 类型”将设为“电化学组分”。取消选择电化学组分模型将使反应类型保持不变，并将电化学表面机制标记为无效。然后，可以创建一个有效的电化学表面机制，以及保留无效的电化学表面机制以再次使用（恢复为之前的模型选择时）或移除无效的电化学表面机制。无法选择将无效的电化学表面机制用于边界或交界面。如果包含电化学组分的电化学表面机制变为无效，则将从电化学表面机制中移除这些电化学组分，当电化学表面机制再次变为有效时，必须重新选择这些电化学组分。

右键单击操作

导入组分: 显示选择文件和材料数据库对话框。在该对话框中，可选择包含所需组分的文件，并指定要添加组分的材料数据库。
导入组分和反应: 显示选择文件和材料数据库对话框。在该对话框中，可选择包含所需组分和反应机制的文件，并指定要添加组分的材料数据库。
依赖性: 打开依赖性对话框，用于找出哪些交界面、区域或边界使用表面机制。例如，如果要删除 [表面机制] 节点，则此选项很有用。必须从应用电化学机制的位置取消选择该电化学机制，才能删除 [表面机制] 节点。

相反应模型

在包含电化学反应模型的连续体内为多孔相自动选择该模型（且不可取消选择）。此模型没有要指定的属性或设置 — 允许在多孔相内发生电化学反应。