SIMULIA 2023x の新機能 – マルチフィジックスとバッテリー シミュレーション

私たちのブログ投稿「新機能」シリーズをフォローしている人は、この新しいトピックに気づいたかもしれません。 マルチフィジックスのアップデートについては常に何かを取り上げていましたが、バッテリーについてはアップデートがありませんでした。 これは主に、バッテリー シミュレーション機能をまったく新しいレベルに引き上げた、当社のワークフロー製品全体に BIOVIA を組み込んだことによるものです。 では、バッテリーを入れてみましょう。

• バッテリー電気化学の旅 2022xFD02

この画像は、さまざまなリリースのマルチフィジックス カップリングの拡張機能を示しています。 これらの結合の目的は 2 つあります。1 つは、バッテリーに結合された物理学を導入することと、イオンや固体粒子の濃度などの自由度を増やすことです。

利点: 電極内の活性粒子の膨張と収縮により、電極の空隙率が変化します。 この現象は、拡張変位 – 間隙圧力のステップで捕捉されます。 多孔率の変化により、さまざまな領域で電解質の密度が変化し、それによって電極内の電解質に圧力勾配が生じます。 これにより、電解液の流れだけでなく電極の構造反応も引き起こされます。 電解質とともにイオンの流れを捉えることが必要になります。 これらすべては、増強された変位間隙圧力ステップと熱電気化学ステップを結合することによってモデル化されます。

• リチウム金属電池 2022xFD02

これらの電池は非多孔質アノードを備えていますが、カソードとセパレーターは多孔質です。 アノードとセパレータの間の界面反応は、表面ベースの電荷移動速度論を使用してモデル化されます。

• 要素ライブラリの強化 2023xFD01

追加された要素は次のとおりです: QEC3D4、QEC3D6、QEC3D8R

最初の 2 つは、複雑なジオメトリ用の四面体要素と角柱要素です。 3 つ目は、より高速に解決するために統合ブリック要素を削減したものです。 3D 熱応力、シェル、連続シェル要素などの従来の要素を使用してモデル化するために、電気化学が発生しないバッテリーの領域を定義することができます。

• 豊富な出力ライブラリ 2022xFD02

全体および部分モデル変数、ミクロスケールの粒子レベル出力、およびマクロセクション出力が次のように追加されました。

• コンタクトの強化 2022xFD02

固体と液体の界面に関連する電気コンダクタンス。

*ギャップ電気伝導度、タイプ=固体/液体

接触界面を横切るリチウムイオンの拡散

*ギャップ拡散率、タイプ = イオン濃度

*GAP 発熱は、抵抗による追加の発熱源をモデル化します。

• TIE の強化 2022xFD02

Abaqus 標準の従来の結合は、不要な DOF を選択的に非アクティブ化するように改良されました。 新しい出力変数も 2 次タイ サーフェスに導入されました。