选择物理模型

您可以为阳极和阴极集电器、固体氧化物电解质膜(分离阳极和阴极)和管定义单独的固体连续体。然后您为空气和燃料域定义单独的流体连续体。

需要在阳极持续供应燃料,在阴极供应空气(氧气)。为供应燃料和空气的铝管设置固体连续体。
  1. 连续体 > 物理 1 节点重命名为 Tubes
  2. 对于物理连续体,连续体 > ,按顺序选择下列模型:
    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 固体
    可选模型 分离固体能量
    梯度(自动选择)
    状态方程 恒密度
  3. 单击关闭
固体氧化物电解质膜分离器建模为分离阳极和阴极反应的固体壳区域。
  1. 创建物理连续体。将物理 1 节点重命名为 Mem。对于此连续体,按顺序选择下列模型:
    组合框 模型
    空间 三维
    时间 定常
    材料 固体
    可选模型 分离固体能量
    梯度(自动选择)
    状态方程 恒密度
    可选模型 电化学
    启用模型 电化学反应(自动选择)
    电磁(自动选择)
    壳体电动势(自动选择)
    可选模型 电阻加热
    电化学反应加热
    固态离子壳体
  2. 单击关闭
  3. 选择 Mem > 模型 > 固体 > Al节点并重命名 MEM
阳极是在其表面上发生电化学反应的多孔固体陶瓷材料。
  1. 创建以 Ccanode 命名的物理连续体,然后按顺序选择下列模型:
    组合框 模型
    空间 三维
    时间 定常
    材料 固体
    可选模型 分离固体能量
    梯度(自动选择)
    状态方程 恒密度
    可选模型 电磁
    电磁 电动势
    可选模型 电阻加热
  2. 单击关闭
  3. 选择 CCanode > 模型 > 固体 > Al 节点并重命名为 Anode(阳极)。
空气建模为氧气和氮气的多组分气体混合物。空气连续体向多孔阴极表面供氧。
  1. 创建以 Air 命名的物理连续体,然后按顺序选择下列模型:
    组合框 模型
    空间 三维
    时间 定常
    材料 多组分气体
    反应期 非反应
    流体 分离流
    梯度(自动选择)
    分离组分(自动选择)
    状态方程 恒密度
    粘滞态 层流
    可选模型 分离流体温度
    电化学
    电化学 电化学反应
    可选模型 多孔介质
    多孔介质能量 多孔介质热平衡
    可选模型 多孔介质曳力
    可选模型 电化学反应加热
  2. 单击关闭
燃料建模为氢气和水蒸气的多组分气体混合物。燃料连续体向多孔阳极表面供氢气。
  1. 创建 Air 节点的副本并将其重命名为 Fuel
质量分数梯度在进入燃料和空气连续体的流体边界为高。由于流体边界扩散影响组分的质量通量,因此需要关闭流体边界扩散。
  1. 空气燃料连续体中同时选择以下模型:
    • 空气 > 分离流
    • 空气 > 分离流体温度
    • 空气 > 分离组分
    • 燃料 > 分离流
    • 燃料 > 分离流体温度
    • 燃料 > 分离组分
  2. 停用流体边界扩散
    开放边界通量 现在计算为:m˙
    1. EQUATION_DISPLAY
    m˙=ρivA=YiρvA
    (5282)
    • ρi 是组分的密度 i
    • v 为速度
    • A 为边界的表面积
    • Yi 是组分的质量分数 i
  3. 保存模拟。