SIMULIA 2023x 的新增功能 – 多物理场和电池仿真

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那些一直关注我们的博客文章“新增内容”系列的人可能已经注意到了这个新主题。 我们总是有关于多物理场更新的内容,但我们从未有过关于电池的更新。 这主要归功于将 BIOVIA 纳入我们的整体工作流程产品中,这将电池模拟功能提升到了一个新的水平。 现在让我们进入电池。

  • 电池电化学之旅 2022xFD02

该图显示了不同版本的多物理场耦合增强功能。 这些耦合的目标有两个:为电池引入更多的耦合物理场和更多的自由度,例如离子和固体颗粒浓度。

优点:由于电极中活性颗粒的膨胀和收缩,电极的孔隙率发生变化。 这种现象在增强的位移-孔隙压力步骤中被捕获。 由于孔隙率的变化,不同区域的电解质密度发生变化,从而导致电极内电解质的压力梯度。 这会引起电极的结构响应以及电解质的流动。 有必要捕获离子和电解质的流动。 所有这些都是通过耦合增强位移孔隙压力步骤和热电化学步骤来建模的。

  • 锂金属电池 2022xFD02

这些电池具有无孔阳极,而阴极和隔膜是多孔的。 使用基于表面的电荷转移动力学对阳极和隔膜之间的界面反应进行建模。

  • 元素库增强 2023xFD01

添加的元件如下:QEC3D4、QEC3D6、QEC3D8R

前两个是复杂几何的四面体和棱柱单元。 第三个是减少集成块元素以加快求解速度。 可以定义不会发生电化学反应的电池区域,并使用 3D 热应力、壳和连续体壳单元等传统元素进行建模。

  • 丰富的输出库 2022xFD02

整体和部分模型变量、微观颗粒级输出和宏观截面输出已添加如下:

  • 触点增强功能 2022xFD02

与固体与液体界面相关的电导。

*间隙电导率,类型=固体/液体

锂离子穿过接触界面的扩散

*间隙扩散率,类型 = 离子浓度

*GAP 产热模型用于模拟由于电阻而产生的额外热量源。

  • TIE 增强功能 2022xFD02

Abaqus 标准中的传统关系已得到改进,可以选择性地停用不需要的 DOF。 还为辅助连接面引入了新的输出变量。


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