SIMULIA 2023x'teki yenilikler – Çoklu Fizik ve Pil Simülasyonu

Blog yazılarımızı takip edenler Yenilikler dizimizi yeni konuyu fark etmiş olabilir. Multifizik güncellemeleri hakkında her zaman ele almamız gereken bir şey vardı ama Pil hakkında hiçbir güncellememiz olmadı. Bu büyük ölçüde, pil simülasyon yeteneklerini tamamen yeni bir seviyeye taşıyan genel iş akışı tekliflerimize BIOVIA'nın dahil edilmesine bağlanıyor. Şimdi pili takalım.

• Pil Elektrokimya Yolculuğu 2022xFD02

Resimde farklı sürümler için Multiphysics birleştirme geliştirmeleri gösterilmektedir. Bu birleştirmelerin amacı iki yönlüdür: piller için daha fazla birleşik fizik ve iyon ve katı parçacık konsantrasyonu gibi daha fazla serbestlik derecesi sunmak.

Faydaları: Elektrotların gözenekliliği, elektrottaki aktif parçacıkların genleşmesi ve büzülmesi nedeniyle değişir. Bu olgu geliştirilmiş yer değiştirme – boşluk suyu basıncı adımında yakalanmıştır. Gözeneklilikteki değişiklik nedeniyle, farklı bölgelerdeki elektrolit yoğunluğu değişir ve böylece elektrot içindeki elektrolitte basınç gradyanına neden olur. Bu, elektrotta yapısal tepkinin yanı sıra elektrolit akışını da indükler. Elektrolitle birlikte iyon akışının da yakalanması gerekli hale gelir. Bütün bunlar, geliştirilmiş yer değiştirme gözenek basıncı adımı ve termal elektrokimyasal adımın birleştirilmesiyle modellenmiştir.

• Lityum metal piller 2022xFD02

Bu pillerde gözeneksiz bir anot bulunurken katot ve ayırıcı gözeneklidir. Anot ve ayırıcı arasındaki arayüz reaksiyonu, yüzey bazlı yük transfer kinetiği kullanılarak modellenmiştir.

• Öğe Kitaplığı Geliştirmesi 2023xFD01

Eklenen öğeler şu şekildedir: QEC3D4, QEC3D6, QEC3D8R

İlk ikisi karmaşık geometri için tetrahedron ve prizma elemanlarıdır. Üçüncüsü ise daha hızlı çözüm için azaltılmış entegrasyon tuğla elemanıdır. Bataryanın elektrokimyanın oluşmadığı bölgelerini 3 boyutlu termal gerilim, kabuklar ve sürekli kabuk elemanları gibi geleneksel elemanlarla modellenerek tanımlamak mümkündür.

• Kapsamlı çıktı kitaplığı 2022xFD02

Tam ve kısmi model değişkenleri, mikro ölçekli parçacık seviyesi çıktıları ve makro kesit çıktıları aşağıdaki şekilde eklenmiştir:

• İletişim Geliştirmeleri 2022xFD02

Katı ve sıvı arayüzleriyle ilişkili elektriksel iletkenlik.

*BOŞLUK ELEKTRİK İLETKENLİĞİ, TİP=KATI/SIVI

Lityum iyonlarının bir kontak arayüzü boyunca difüzyonu

*BOŞLUK DİFÜZİVİTESİ, TİP = İYON KONSANTRASYONU

*GAP Isı Üretimi, direnç nedeniyle ek ısı üretimi kaynaklarını modellemek için.

• TIE Geliştirmeleri 2022xFD02

Abaqus standardındaki geleneksel bağlar, istenmeyen DOF'ları seçici olarak devre dışı bırakmak için geliştirildi. İkincil bağlantı yüzeyi için de yeni çıkış değişkenleri eklenmiştir.