固态离子模型参考

使用固态离子模型可对固体连续体中的电化学组分（如带电离子）或多孔固相进行建模（或传输）。

电化学组分可以与相邻的流体域一起参与电化学反应。对于这些情况，固态离子模型必须在固体连续体中用作已在流体域中注册的电化学反应模型的伴随模型。

尽管可以在壳区域中将固态离子模型用作电化学反应的伴随模型，但固态离子模型并不会对壳内摩尔浓度的分布进行传输/求解。在许多情况下，当薄壳无法加剧摩尔浓度中的明显差异时，这种行为属于预期行为。但是，如果预期为摩尔浓度梯度，则使用非壳区域。

表 1. 固态离子模型参考
理论	固态离子模型按照与电化学组分模型相同的方式对摩尔浓度的传输方程求解（具体取决于模型属性的设置）。请参见稀释溶液。请参见电化学表面反应（不均匀）。
提供方式	执行任一操作： [物理连续体] > 模型 > 电化学 [多孔固相] > 模型 > 电化学
节点路径示例	执行任一操作：连续体 > [物理连续体] > 模型 > 固态离子连续体 > [物理连续体] > 模型 > 多孔介质 > 多孔相 > [多孔相] > 模型 > 固态离子
要求	在区域内：空间：任何材料：固体可选模型：电化学在多孔固相中：材料：固体可选模型：电化学
属性	关键属性包括：传输。请参见固态离子模型属性。
激活	模型控制（子节点）	电化学组分分量。请参见电化学组分分量参考
	边界输入	请参见边界设置。
	其他	使液体物理连续体中的相应反应表面模型能够在电化学反应机理中注册多组分液体或多组分气体组分（以及电化学组分）。

固态离子模型属性

以下属性可用于指定何时使用固态离子模型（在壳区域中除外）。

对流

在传输方程中，可以从一系列计算网格单元面上的对流项的格式中进行选择。此计算需要 Simcenter STAR-CCM+ 根据环绕网格单元值计算物理量的面值。计算此面值使用的具体方法对数值格式的稳定性和精度具有重要影响。有关选择对流格式的指南，请参见对流通量。

二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。

电中和选项

指定总体离子电荷密度是否严格限制为零。模拟腐蚀应用时，保留默认选项（比例缩放）。

不强制：“不强制”是使用静电势模型或固态离子模型时的默认选项。不强制使用均匀的零离子电荷密度。但是，根据其他参数的设置，总体离子电荷密度可能已等于零。此选项适用于不要求电中和的非腐蚀相关应用。
比例缩放：“比例缩放”是使用电动势模型时的默认选项。此方法通过按比例缩放每个组分的离子电荷密度，确保总体离子电荷密度等于零。如果组分具有相等的电荷数，则比例缩放不会改变总浓度。Simcenter STAR-CCM+ 将检查使用浓度量纲属性设置的浓度分布，如果带电，将发出警告。此选项适用于具有电中和特性的应用，例如腐蚀和蚀刻。请参见 Eqn. (4077)。

传输

定义电化学组分模型/固态离子模型如何耦合至其他模型，以及由此如何定义 Simcenter STAR-CCM+ 求解的传输方程。

组分 <> 电势：电化学组分模型/固态离子模型和电势模型之间的通量贡献的物理双向耦合。
电势 > 组分：包括从电势模型到电化学组分模型/固态离子模型的漂移通量/迁移贡献的单向耦合。电化学反应模型不强制执行电荷守恒。
组分 > 电势：贡献从电化学组分模型//固态离子模型到电势模型的单向传输。
- 使用静电势模型时，贡献针对空间电荷密度。
- 使用电动势模型时，贡献针对扩散电流。
无电势耦合：电化学组分模型/固态离子模型和电势模型单独发挥作用。电化学反应模型不强制执行电荷守恒。

注	如果为其中某个固态离子组分指定了电荷，则为了防止出现“Charge does not balance(电荷不平衡)”错误，可将传输属性设为除组分 <> 电势外的任何选项。

以下边界设置可用于指定何时使用固态离子模型时（在壳区域中除外）。

壁面边界

壁面电化学组分选项

通过边界的壁面电化学组分选项，可定义在该边界处发生的与电化学组分有关的情况。

方法	对应的物理值节点
不渗透指定边界处的零通量。	无
指定通量可将值指定为常数或复合组分表。也可以指定物理条件壁面电化学组分通量导数选项。	根据在电化学组分模型上为浓度量纲设置的内容，将显示以下其中一个节点。可将值指定为常数或复合组分表。摩尔浓度通量数密度通量
指定值	根据在电化学组分模型上为浓度量纲设置的内容，将显示以下其中一个节点。可将值指定为常数或复合组分表。摩尔浓度数密度

壁面电化学组分通量导数选项

通过“壁面电化学组分通量导数选项”，可指定壁面处组分

i

的摩尔浓度通量（或数密度通量）对组分

i

的摩尔浓度（或数密度）的导数。浓度通量导数表示：

\frac{d N_{n, s, i}}{d c_{i}}

并且数密度通量导数表示：

\frac{d N_{n, s, i}}{d n_{p}}

其中，

N_{n, s, i}

为壁面处的电化学组分

i

的摩尔浓度通量（或数密度），

c_{i}

为壁面处的电化学组分

i

的摩尔浓度，

n_{p}

为壁面处的数密度。

此导数用于线性化。

当壁面电化学组分选项边界条件设为指定通量时，此选项可用。

方法	对应的物理值节点
无不会计算浓度通量的导数。这是默认选项。	无
指定用于指定用于线性化的浓度通量导数。	浓度通量导数用于将浓度通量导数指定为常数或复合组分表。为了确保设置稳定，确保通量导数有负值。

以下交界面设置适用于包含固相的固体区域和流体区域之间的接触交界面。

电化学组分相接触选项

可用于将固体区域中定义的电化学组分与流体区域固相中定义的电化学组分耦合。

在以下情况中激活固态离子模型时可用：

方法	关联的物理值
无该交界面在所有相之间不渗透。	无
[相 n] 适用于为其激活固态离子模型的每个固相。将选择的多孔固相与固体区域耦合。	电阻固体区域和固相之间的交界面处的电阻。