设置材料特性

对于所有连续体,选择材料组分并调整材料属性。

设置材料特性:
  1. 选择空气连续体的材料组分:
    1. 右键单击模型 > 多成分气体 > 气体成分节点,然后选择选择混合物成分
    2. 选择混合物成分对话框中,展开材料数据库 > 标准 > 气体节点,然后选择 N2(氮气)O2(氧气)
    3. 单击应用,然后单击关闭
  2. 对于燃料连续体,按照与上述相同的步骤,但将气体组分指定为 H2(氢)H2O(水)
  3. 展开以下节点:
    • 空气 > 模型 > 多组分气体 > 气体组分
    • 燃料 > 模型 > 多组分气体 > 气体组分
  4. 空气燃料连续体中同时选择以下节点,并将方法设置为热力学多项式数据
    • N2 > 材料属性 > 比热
    • O2 > 材料属性 > 比热
    • H2 > 材料属性 > 比热
    • H2O > 材料属性 > 比热
  5. 空气燃料连续体中同时选择以下节点,并将方法设为常数
    • N2 > 材料属性 > 分子量
    • O2 > 材料属性 > 分子量
    • H2 > 材料属性 > 分子量
    • H2O > 材料属性 > 分子量
  6. 设置空气和燃料连续体内多孔相的材料属性。
    1. 展开连续体 > 空气 > 模型 > 多孔介质 > 多孔相 > 导体-阴极 > 模型 > 固体 > Al > 材料属性节点并进行以下设置:
      节点 属性 设置
      密度
      常数 7450.0 kg/m^3
      导电率
      常数 12800.0 S/m
      比热
      常数 600.0 J/kg-K
      导热率
      常数 10.0 W/m-K
    2. 展开连续体 > 燃料 > 模型 > 多孔介质 > 多孔相 > 导体-阳极 > 模型 > 固体 > Al > 材料属性节点并进行以下设置:
      节点 属性 设置
      密度
      常数 7450.0 kg/m^3
      导电率
      常数 30300 S/m
      比热
      常数 600.0 J/kg-K
      导热率
      常数 6.0 W/m-K
阳极和阴极由多孔陶瓷材料制成。务必确保为材料特性规定了正确的导电率和导热率。
  1. 编辑 CCanode > 模型 > 固体 > 阳极 > 材料属性节点并设置以下值:
    节点 属性 设置
    密度
    常数 7450.0 kg/m^3
    导电率
    常数 9400000.0 S/m
    比热
    常数 600.0 J/kg-K
    导热率
    常数 27.0 W/m-K
阳极集电器和阴极集电器具有相同的材料属性。
  1. 创建 CCanode 节点的副本并将其重命名为 CCcathode
  2. 重命名 CCcathode > 模型 > 固体 > 阳极节点阴极
  3. 编辑连续体 > Mem > 模型 > 固体 > MEM > 材料属性节点,然后设置以下值:
    节点 属性 设置
    密度
    常数 6000.0 kg/m^3
    导电率 方法 场函数
    场函数 标量函数 ElectrolyteConductivity
    比热
    常数 400.0 J/kg-K
    导热率
    常数 2.7 W/m-K
  4. 要定义 SOFC 膜内的电组分分量,展开 Mem > 模型 > 固态离子节点:
    1. 右键单击电化学组分分量节点,并选择选择混合物组分
    2. 选择混合物组分对话框中,展开材料数据库 > 标准 > ElectrochemicalSpecies 节点,然后选择 O-2(氧化物)
    3. 单击应用,然后单击关闭
  5. 保存模拟。