定义导电率

在对导电材料中的电流建模时,可以指定材料导电率 σ,用于根据欧姆定律定义电流密度 J 与电场 E 之间的关系。

有关详细信息,请参见导电率:广义欧姆定律Eqn. (4234)

定义导电率的过程取决于区域类型。对于流体区域和固体区域,可在与区域关联的物理连续体下指定导电率:

  1. 展开相关的连续体 > [物理连续体] > 模型 > [材料模型] > [材料] 节点。
使用多部件固体模型时,可以定义同一物理连续体内不同固体部件的不同导电率。使用多组分气体多组分液体模型时,可以定义混合物的有效导电率(无法将导电率作为分量的导电率函数进行定义)。使用气体固体模型等单组分模型时,可以指定单一材料的导电率。
  1. 对于每个材料节点,选择材料属性 > 导电率节点,然后选择用于定义 σ方法
    • 对于流体和各向同性固体,将 σ 指定为标量。
    • 对于各向异性固体,将 σ 指定为张量(请参见张量)。

      在这种情况下,还可以使用区域 > [区域] > 物理值 > 导电率方向节点在区域级别指定张量的局部方向(请参见导电率参考)。

    • 使用谐波平衡模型时,将 σ 指定为复数,方法是定义其实部和虚部,或其相和幅值。
  2. 如果使用表 (T) 方法定义导电率,则设置导电率 > 电阻率插值选项
    电阻率插值选项可用于使用电阻率插值法而非导电率插值方法来计算导电率。这可以为电阻率随温度线性或单调变化的材料生成更精确的结果。有关可用方法的详细信息,请参见导电率参考
在流体区域中,可以通过指定最小导电率来人为提高气体的导电率。例如,在等离子体流体模拟中,可在特定区域中人为提高气体的导电率,以对电火花点燃进行建模。通过此人工通道的电流会加热气体,使气体导电率很快超过人工最小导电率。要指定流体区域内的最小导电率:
  1. 展开相关的 [流体区域] > 物理条件节点。
  2. 选择导电率约束选项,然后将选项设为最小值
  3. 选择 [流体区域] > 物理值 > 最小约束导电率节点,然后将最小导电率设为所选值。
Simcenter STAR-CCM+ 中,可以使用流体区域和多孔介质模型对多孔材料建模。
  1. 要设置多孔材料的导电率,分别定义流体和固相的导电率:
    1. 要设置流体的导电率,选择相关的[流体物理连续体] > 模型 > [材料模型] > [材料] > 材料属性 > 导电率节点,然后根据需要定义 σ
      如果电动势模型仅在固相中处于活动状态,而在流体连续体中未处于活动状态,则必须执行此步骤。
    2. 要设置固相的导电率,选择相关的[流体物理连续体] > 模型 > 多孔介质 > 多孔相 > [固相] > 模型 > [材料模型] > [材料] > 材料属性 > 导电率节点,然后根据需要定义 σ