静电势模型参考

可通过静电势模型计算电荷分布诱发的电场。

Simcenter STAR-CCM+ 通过根据 Eqn. (4272) 计算的电势来计算电场。

模型名称 静电势
理论 请参见静电势模型。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 电磁
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 静电势
要求
物理模型:
  • 空间:三维、二维和轴对称之一
  • 时间:稳态和隐式非稳态之一
  • 材料:气体、液体、固体、多组分气体、多组分液体、多部件固体、多相之一
  • 可选模型:电磁
激活 材料属性 介电常数。请参见材料属性。
初始条件 电势。请参见初始条件。
边界输入 电通量分布、电势指定。请参见边界设置。
区域输入 电荷密度源。请参见区域设置。
交界面输入 表面电荷选项。请参见交界面设置。
求解器 电势。请参见电势求解器参考。
监视器 电势
场函数 电通量密度、介电常数、Displacement Electric Current Density(位移电流密度)、Electrostatic Force Density(静电力密度)。请参见场函数。

材料属性

介电常数
指定材料的介电常数 (请参见)。介电常数和磁导率ε
方法对应方法节点
常数、场函数
适用于线性各向同性材料。对于多组分流体,需指定混合物的有效介电常数(而非每个组分的介电常数)。
适用于流体和固体。
介电常数 > 常数、场函数
将 指定为标量分布。 ε
各向异性、正交各向异性和横向各向同性
适用于线性非各向同性材料。
仅适用于固体。
介电常数 > 各向异性、正交各向异性和横向各向同性
将 指定为二阶张量(请参见 Eqn. (4221) 和 Eqn. (4222))。 ε
有关如何定义二阶张量的信息,请参见张量。
[区域] > 物理值 > 介电常数方向
指定介电常数张量定义的局部方向。有关更多信息,请参见方向管理器和局部方向。

初始条件

电势
用于将电势ϕ初始化为指定的标量分布。

边界设置

适用于所有边界类型(重叠网格和对称平面除外)。

电势指定
用于在域边界处预先指定电势 ϕ 或其梯度 ∇ϕ。请参见边界和交界面条件。
方法对应的物理值节点
电势
电势
将边界处的电势 ϕ 设为指定的标量分布。
电通量
电通量
将通过边界的总电通量设为指定的标量分布。请参见 Eqn. (4274)。Simcenter STAR-CCM+ 使用电通量分布条件指定的假设确定电通量空间分布。
单位电通量
单位电通量
将单位面积的电通量设为指定的标量分布。请参见 Eqn. (4273)。
电通量密度
电通量密度
将电通量密度D设为指定的矢量分布。请参见Eqn. (4219)。
浮动电势
对于等电势传导体 ( q = 0 ),Simcenter STAR-CCM+ 会将均匀电势施加于边界,并将点通量 ( Γ ) 设为零。此选项等效于使用电通量法,假设电通量为零且电势均匀。
无
电通量分布
当指定边界处的总电通量时(即,将电势指定设为电通量时)可用。
Simcenter STAR-CCM+ 通过假设边界处具有均匀电势或均匀单位电通量(如 Eqn. (4273) 中定义)来确定电通量空间分布

区域设置

适用于流体和固体区域。

电荷密度源
指定区域内单位体积的电荷。
方法对应的物理值节点
停用
将区域电荷密度设为零ρ=0。
无
激活
用于指定区域电荷密度。
电荷密度用户源
将电荷密度ρ设为指定的标量分布。
电荷密度源电势导数
指定电荷密度ρ对电势ϕ的导数。默认情况下,此值设为零。在非线性情况中,指定电势对ρ的相依性可提高稳定性。

交界面设置

固体/固体或流体/固体接触交界面
表面电荷选项
用于在交界面处指定单位面积的电荷。
方法对应的物理值节点
无无。

表面电荷为零。

表面电荷密度
表面电荷密度
将表面电荷设为指定的标量分布。
流体/流体充分发展的交界面
电通量源选项
用于指定通过交界面的总电通量或单位电通量。
方法对应的物理值节点
单位电通量
单位电通量
将通过交界面的单位电通量设为指定的标量分布。请参见 Eqn. (4273)。
电通量
电通量
将通过交界面的总电通量设为指定的标量分布。请参见 Eqn. (4274)。

场函数

电通量密度
对应于Eqn. (4219)中的电通量密度D。
介电常数
对应于Eqn. (4219)中的材料介电常数ε。
Displacement Electric Current Density(位移电流密度)
在电介质中,对应于电场作用下电介质偶极运动造成的电通量密度的时间变化率(即∂D/∂t)。仅适用于非稳态(瞬态)模拟。
Electrostatic Force Density(静电力密度)
两种材料之间的交界面处的静电力密度(Eqn. (4276) 中的 fES)。在具有相同介电常数 ε 的材料之间的交界面处,fES 计算为零。