设置物理模型

为电解液和格栅上的固体壳镀层创建物理连续体。

要定义物理连续体:
  1. 对于物理连续体连续体 > 电解液,按顺序选择以下模型:
    组合框 模型
    启用模型 三维(自动选择)
    求解插值(自动选择)
    时间 定常
    材料 液体
    流体 分离流
    梯度(自动选择)
    状态方程 恒密度
    粘滞态 层流
    可选模型 电磁
    电磁 电动势
    可选模型 电化学
    电化学 电化学反应
  2. 单击关闭
在表面设置反应机制:
  1. 展开连续体 > 电解质 > 模型节点。
  2. 右键单击电化学反应 > 表面机制管理器节点并选择新建表面机制
  3. 表面机制管理器 > 表面机制节点重命名为
  4. 右键单击表面机制管理器 > Chrome(铬) > 反应表面 > 反应节点,然后选择新反应
  5. 反应 > 反应 1 节点重命名为 Cr = Cr3+ + 3e-
  6. 选择反应 > Cr = Cr3+ + 3e- > 属性 > 反应公式节点并将选择方法设置为表格
  7. 选择反应公式 > 表格极化曲线节点,并设置以下属性:
    属性 设置
    Song_Cr3+Polarization
    电势 电势
    特定电流 电流密度
由于电解液是水溶液,所以水的大部分材料特性都适用于模拟。但为阐释溶液中的导电离子,必须调整导电率。
  1. 电解质 > 模型中,选择液体 > H2O > 材料属性 > 导电率 > 常数节点,然后将设置为 34.1 S/m
  2. 选择连续体 > 电解质 > 初始条件 > 电势节点,然后将设置为 1.0 V
为要镀铬的铜镍预涂层创建物理连续体。在本教程中,为此物理连续体保留了默认初始条件。
  1. 创建物理连续体。将物理 1 节点重命名为电镀
  2. 对于物理连续体,连续体 > 电镀,按顺序选择以下模型:
    组合框 模型
    空间 三维
    时间 稳态
    可选模型 固体
    电磁
    启用模型 梯度(自动选择)
    壳体电动势(自动选择)
    可选模型 电化学
    启用模型 电化学反应(自动选择)
  3. 单击关闭
在阳极和阴极边界的电解液中发生电化学反应。因此,要在阳极和阴极边界指定条件和数值。预涂铜镍的薄层定义为在电解液和格栅(阴极)零件之间的边界出现的分离壳区域。电解液中的铬离子会以铬原子的形式在壳区域的顶部沉积。
  1. 展开区域 > 电解质 > 边界 > Anode(正极)节点,然后设置以下属性:
    节点 属性 设置
    物理条件
    电势规范 方法 特定电流
    物理值
    特定电流 165.25 A/m^2
  2. 右键单击区域 > 电解质 > 边界 > Grille(格栅) 节点,然后选择创建壳区域
  3. 区域 > Grille shell(格栅壳) 节点重命名为 Grille(格栅),然后将它的连续体属性设为 Plating(电镀)
    由于指定了固体连续体,所以类型会自动设置为固体区域
  4. 选择区域 > Grille(格栅) > 物理值 > 壳厚度节点,然后将设为 1.0E-6 m
    此壳厚度表示塑料零件表面的铜镍涂层厚度。
  5. 展开Grille(格栅) > 边界 > Rack edges(架边缘) 节点,然后设置以下属性:
    节点 属性 设置
    物理条件
    电势规范 方法 电势
    物理值
    电势 0.0 V
  6. 选择交界面 > 原位 1 > 物理条件 > 电化学机制选项节点,然后将机制设为 Chrome(铬)
  7. 单击 保存)。